生物化學(xué)酶催化作用的特點課件

生物化學(xué)酶催化作用的特點課件

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1、第二章 酶(Enzyme)1.酶的概念酶是一類由活性細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用和高度專一性的特殊蛋白質(zhì)。簡單說,酶是一類由活性細(xì)胞產(chǎn)生的生物催化劑。一、酶的概念2.酶催化作用的特點(1)酶和一般催化劑的共性:加快反應(yīng)速度;不改變平衡常數(shù);自身不參與反應(yīng)。(2)酶催化作用特性:條件溫和:常溫、常壓、pH=7;高效率:反應(yīng)速度與不加催化劑相比可提高108~1020,與加普通催化劑相比可提高107~1013;專一性:即酶只能對特定的一種或一類底物起作用,這種專一性是由酶蛋白的立體結(jié)構(gòu)所決定的??煞譃椋航^對專一性:有些酶只作用于一種底物,催化一個反應(yīng),而不作用于任何其

2、它物質(zhì)。相對專一性:這類酶對結(jié)構(gòu)相近的一類底物都有作用。包括鍵專一性和簇(基團(tuán))專一性。立體異構(gòu)專一性:這類酶不能辨別底物不同的立體異構(gòu)體,只對其中的某一種構(gòu)型起作用,而不催化其他異構(gòu)體。包括旋光異構(gòu)專一性和幾何異構(gòu)專一性。易變敏感性:易受各種因素的影響,在活細(xì)胞內(nèi)受到精密嚴(yán)格的調(diào)節(jié)控制。二、酶的化學(xué)本質(zhì)及結(jié)構(gòu)功能特點1.發(fā)展史(1)酶是蛋白質(zhì):1926年,JamesSummer由刀豆制出脲酶結(jié)晶確立酶是蛋白質(zhì)的觀念,其具有蛋白質(zhì)的一切性質(zhì)。(2)核酶的發(fā)現(xiàn):1981~1982年,ThomasR.Cech實驗發(fā)現(xiàn)有催化活性的天然RNA—Ribozyme。L

3、19RNA和核糖核酸酶P的RNA組分具有酶活性是兩個最著名的例子。1955年,發(fā)現(xiàn)DNA的催化活性。(3)抗體酶(abzyme):1986年,RichardLerrur和PeterSchaltz運用單克隆抗體技術(shù)制備了具有酶活性的抗體(catalyticantibody)。酶單成份酶:脲酶、蛋白酶、淀粉酶、核糖核酸酶等。雙成份酶酶蛋白輔因子(簡單蛋白質(zhì))(結(jié)合蛋白質(zhì))(apoenzyme)(cofacter)輔酶(coenzyme)輔基(prostheticgroup)全酶(holoenzyme)=酶蛋白+輔因子2.酶的組成3.酶的輔因子酶的輔因子是酶的對

4、熱穩(wěn)定的非蛋白小分子物質(zhì)部分,其主要作用是作為電子、原子或某些基團(tuán)的載體參與反應(yīng)并促進(jìn)整個催化過程。(1)傳遞電子體:如卟啉鐵、鐵硫簇;(2)傳遞氫(遞氫體):如FMN/FAD、NAD/NADP、C0Q、硫辛酸;(3)傳遞酰基體:如C0A、TPP、硫辛酸;(4)傳遞一碳基團(tuán):如四氫葉酸;(5)傳遞磷酸基:如ATP,GTP;(6)其它作用:轉(zhuǎn)氨基,如VB6;傳遞CO2,如生物素。維生素和輔酶維生素是機(jī)體維持正常生命活動所必不可少的一類小分子有機(jī)物質(zhì)。多數(shù)維生素維生素作為輔酶和輔基的組成成分,參與體內(nèi)的物質(zhì)代謝。維生素一般習(xí)慣分為脂溶性和水溶性兩大類。其中脂溶

5、性維生素在體內(nèi)可直接參與代謝的調(diào)節(jié)作用,而水溶性維生素是通過轉(zhuǎn)變成輔酶對代謝起調(diào)節(jié)作用。某些小分子有機(jī)化合物與酶蛋白結(jié)合在一起并協(xié)同實施催化作用,這類分子被稱為輔酶(或輔基)。輔酶是一類具有特殊化學(xué)結(jié)構(gòu)和功能的化合物。參與的酶促反應(yīng)主要為氧化-還原反應(yīng)或基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)。大多數(shù)輔酶的前體主要是水溶性B族維生素。許多維生素的生理功能與輔酶的作用密切相關(guān)。脂溶性維生素維生素A,D,E,K均溶于脂類溶劑,不溶于水,在食物中通常與脂肪一起存在,吸收它們,需要脂肪和膽汁酸。維生素A維生素A分A1,A2兩種,是不飽和一元醇類。維生素A1又稱為視黃醇,A2稱為脫氫視黃醇。主

6、要功能:維持上皮組織健康及正常視覺,促進(jìn)年幼動物的正常生長。維生素D維生素D是固醇類化合物,主要有D2,D3,D4,D5。其中D2,D3活性最高。維生素D的結(jié)構(gòu)在生物體內(nèi),D2和D3本身不具有生物活性。它們在肝臟和腎臟中進(jìn)行羥化后,形成1,25-二羥基維生素D。其中1,25-二羥基維生素D3是生物活性最強(qiáng)的。主要功能:調(diào)節(jié)鈣、磷代謝,維持血液中鈣、磷濃度正常,促使骨骼正常發(fā)育。維生素E維生素E又叫做生育酚,目前發(fā)現(xiàn)的有6種,其中?,?,?,?四種有生理活性。主要功能:具有抗氧化劑的功能,可作為食品添加劑使用,還可保護(hù)細(xì)胞膜的完整性;同時還有抗不育的作用。維

7、生素K維生素K有3種:K1,K2,K3。其中K3是人工合成的。維生素K是2-甲基萘醌的衍生物。主要功能:促進(jìn)肝臟合成凝血酶原,促進(jìn)血液的凝固。水溶性維生素維生素B1和羧化輔酶維生素B1又稱硫胺素,在體內(nèi)以焦磷酸硫胺素(TPP)形式存在。缺乏時表現(xiàn)出多發(fā)性神經(jīng)炎、皮膚麻木、心力衰竭、四肢無力、下肢水腫。焦磷酸硫胺素(TPP)是脫羧酶的輔酶,催化丙酮酸或α–酮戊二酸的氧化脫羧反應(yīng),所以又稱為羧化輔酶。維生素B2和黃素輔酶維生素B2又稱核黃素,由核糖醇和6,7-二甲基異咯嗪兩部分組成。缺乏時組織呼吸減弱,代謝強(qiáng)度降低。主要癥狀為口腔發(fā)炎,舌炎、角膜炎、皮炎等。F

8、AD(黃素-腺嘌呤二核苷酸)和FMN(黃素單核苷酸)是核黃素(維生

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