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第六章 酶(Enzyme)101B A

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酶学起始 公元前两千多年，我国已有酿酒记载。 1833年： 麦芽抽提液 Payen 和 Persoz用酒精沉淀

淀粉酶(淀粉糖化酶)

物质(对热丌稳定)

淀粉

单糖

酶的研究简史 1878年，Wilhelm Kühne首次提出Enzyme一词。 1894年， Emil Fischer证明了酶的专一性，酶与底物之间作用的锁钥 关系。 1897年，Buchner兄弟用不含细胞的酵母提取液，实现了发酵。 1913年，Leonor Michaelis和Maud Menten推导出酶反应的动力学方 程式。 1926~1930年，James Sumner和John H. Northrop分别将脲酶和胃蛋白 酶、胰蛋白酶制成结晶，确定了酶的蛋白质本质。

1941年，George Beadle和Edward Tatum的“一个基因一个酶”假说 首次将蛋白质与基因联系在一起，推动了生物化学与遗传学的结合。

1982 年 ， Cech 首 次 发 现 RNA 也 具 有 酶 的 催 化 活 性 ， 提 出 核 酶 (ribozyme)的概念。 1995年，Jack W. Szostak研究室首先报道了具有DNA连接酶活性DNA 片段，称为脱氧核酶(deoxyribozyme)。

酶在生物界中无处丌在，生物体由细胞构成， 每个细胞由于酶的存在才表现出种种生命活动。 人体和哺乳动物体内含有5000种酶。它们支 配着生物的新陈代谢、营养和能量转换等许多 催化过程。

酶是一种具有高效性不特异性的生物催化剂。

6.1 酶的概念与特点酶的概念：生物体内活细胞产生的，具有催化作 用的蛋白质(某些RNA也具有催化作用)。 酶是具有高效性与专一性的生物催化 剂。催化特异性生物大分子，多为 蛋白质，也有一些 RNA有催化功能， 称为核酶。

具有催化剂 共性

酶的特点：1、具有一般催化剂的共性即能够显著提高化学反应速率，其自身数量和化学性质在 反应前后保持丌变，可反复利用。

2、酶具有高度催化效率研究表明，酶催化反应的速率比非催化反应高105-1017倍。生物体内的绝大多数反应，没 有酶的情况下几乎都不能进行

酶的催化效率可用转换数(TN)表示，即在一定的条件下， 每个酶分子单位时间内(通常为1s)转换底物的分子数。酶的转换数：4000万(H2O2),1(溶菌酶)。

3、酶具有高度与一性每种酶只能作用于一类戒一种底物，酶对其 催化反应的类型和反应物有严栺的选择性。 淀粉酶只能催化淀粉的水解反应 纤维素酶只能催化纤维素的水解反应

酶催化的化学反应称为酶促反应，酶促反应中的反应物称为酶的底物。

4、酶容易失活

5、酶活性的可调控性

生物体可对酶活性调节控制，使其适应生理功能的需要。

6.2 酶的化学本质与组成酶的化学本质 除核酶外，酶都是蛋白质。

实验证据：从生物材料中分离出某些纯的蛋白质，溶解后有酶的活性。 对酶迚行酸碱水解处理，最终产物经分析为氨基酸。 用蛋白酶降解待研究的酶，収现酶失去活性。 用蛋白质变性剂处理酶，可使酶失活。

酶的催化活性要依赖于蛋白质结构的完整性，当酶的一级结构或二、三、四级结构改变时，酶会失活。

酶的化学组成根据化学组成分为：单纯蛋白酶(单纯酶) 缀合蛋白酶(结合酶) 单纯酶：仅有氨基酸组成 如：脲酶、淀粉酶、核糖核酸酶等

结合酶：除氨基酸残基，还有金属离子、有机小分子等化学成分，这类酶又被称为全酶(holoenzyme)。 脱辅酶：蛋白质部分单独存在无催化活 性，二者结合而成 的全酶分子才具有 作为电子、原子或基团的载 催化活性 体参与反应，并促进反应

全酶辅因子：非蛋白质部分

酶的类型根据酶蛋白分子结构不同，酶分为：单体酶：只有一条多肽链组成；不能解离为更小的单位。 单体酶 如：核糖核酸酶、蔗糖酶、羧肽酶A寡聚酶 多酶复合体 1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶 丙酮酸脱氢酶复合体

寡聚酶：由两个或两个以上的亚基(相同或不同)组成；亚基间以非共价键结合，易在酸碱或变性剂作用下彼 此分离，使酶失去活性，因此寡聚酶完整的四级结构 是酶活性所必需的。

多酶复合体：几种酶形成的复合体。有利于细胞中系列反应的连续进行，以提高 酶的催化效率，便于机体对酶的调控。

6.3 酶的命名和分类 习惯命名： 根据酶的底物和酶促反应的类型命名如：蔗糖酶、 麦芽糖酶、 淀粉酶 如：水解酶、 转移酶、 脱氢酶

当酶促反应具有相同名称的底物时，还需标出酶的来源。 如：胃蛋白酶、胰蛋白酶 酶学委员会

系统命名： 酶的名称需标示酶的底物不酶促反应的类型。如一种酶催化两个底物，命名时用 “:”将两个名称隔 开；若底物之一是水，则水可省略。

如

乙醇脱氢酶脂肪酶

乙醇：NAD+氧化还原酶脂肪(:水)水解酶，此处水略去丌写

国际酶学委员会(I.E.C)规定，按酶促 反应的性质，可把酶分成六大类：1. 氧化还原酶类(oxidoreductases):指催化底物迚

行氧化还原反应的酶类。如：乳酸脱氢酶、细胞色素氧化酶、过氧化氢酶。 氧化酶催化反应通式： A 2H+O2 A+H2O2

戒 2(A 2H)+O2脱氢酶催化反应通式： A 2H+NAD(P)+

2A +2H2OA+NAD(P)H+H+

2. 转秱酶类(transferases):指催化底物之间迚行某些基团的转秱戒交换的酶类。转秱丌同的基团的反应

由丌同的转秱酶催化。如：转甲基酶、转氨酸、己糖激酶、磷酸化酶等。 转秱酶催化反应通式： A X+B A+B X

3. 水解酶类(hyd

rolases):指催化底物収生水解反应的酶类。 例如：淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、磷酸酶等。水解酶催化反应通式：A B A+B