高中生物竞赛辅导生物化学三(酶)PPT文件格式下载.ppt

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nn18971897年年年年，BuchnerBuchner兄兄兄兄弟弟弟弟用用用用不不不不含含含含细细细细胞胞胞胞的的的的酵酵酵酵母母母母提提提提取取取取液液液液，实实实实现现现现了发酵。

了发酵。

nn19261926年，年，年，年，SumnerSumner首次从刀豆中提纯出脲酶结晶。

首次从刀豆中提纯出脲酶结晶。

nn19821982年年年年，CechCech首首首首次次次次发发发发现现现现RNARNA也也也也具具具具有有有有酶酶酶酶的的的的催催催催化化化化活活活活性性性性，提提提提出出出出核酶核酶核酶核酶（ribozymeribozyme）的概念。

的概念。

nn19951995年年年年，JackJackW.SzostakW.Szostak研研研研究究究究室室室室首首首首先先先先报报报报道道道道了了了了具具具具有有有有DNADNA连连连连接酶活性接酶活性接酶活性接酶活性DNADNA片段，称为片段，称为片段，称为片段，称为脱氧核酶脱氧核酶脱氧核酶脱氧核酶（deoxyribozymedeoxyribozyme）。

目目录录第一节第一节酶的分子结构与功能酶的分子结构与功能TheMolecularStructureandFunctionofEnzyme目目录录酶的不同形式酶的不同形式nn单体酶单体酶单体酶单体酶（monomericmonomericenzyme）enzyme）：

仅具有三级结仅具有三级结仅具有三级结仅具有三级结构的酶。

构的酶。

nn寡聚酶寡聚酶寡聚酶寡聚酶（oligomericoligomericenzyme）enzyme）：

由多个相同或不由多个相同或不由多个相同或不由多个相同或不同亚基以非共价键连接组成的酶。

同亚基以非共价键连接组成的酶。

nn多酶体系多酶体系多酶体系多酶体系（multienzymemultienzymesystem）system）：

由几种不同由几种不同由几种不同由几种不同功能的酶彼此聚合形成的多酶复合物。

功能的酶彼此聚合形成的多酶复合物。

nn多功能酶多功能酶多功能酶多功能酶（multifunctionalenzyme）（multifunctionalenzyme）或串联酶或串联酶或串联酶或串联酶（tandemenzyme）（tandemenzyme）：

一些多酶体系在进化过程一些多酶体系在进化过程一些多酶体系在进化过程一些多酶体系在进化过程中由于基因的融合，多种不同催化功能存在中由于基因的融合，多种不同催化功能存在中由于基因的融合，多种不同催化功能存在中由于基因的融合，多种不同催化功能存在于一条多肽链中，这类酶称为多功能酶。

于一条多肽链中，这类酶称为多功能酶。

目目录录一、一、酶的分子组成酶的分子组成蛋白质部分：

酶蛋白蛋白质部分：

酶蛋白（apoenzyme）辅助因子辅助因子（cofactor）金属离子金属离子小分子有机化合物小分子有机化合物全酶全酶（holoenzyme）nn结合酶结合酶结合酶结合酶（conjugatedenzyme）（conjugatedenzyme）nn单纯酶单纯酶单纯酶单纯酶（simpleenzyme）目目录录*各部分在催化反应中的作用各部分在催化反应中的作用qq酶蛋白酶蛋白酶蛋白酶蛋白决定反应的特异性决定反应的特异性决定反应的特异性决定反应的特异性qq辅助因子辅助因子辅助因子辅助因子决定反应的种类与性质决定反应的种类与性质决定反应的种类与性质决定反应的种类与性质金属酶金属酶（metalloenzyme）金属离子与酶结合紧密，提取过程中不易丢金属离子与酶结合紧密，提取过程中不易丢失。

失。

金属激活酶金属激活酶（metal-activatedenzyme）金属离子为酶的活性所必需，但与酶的结合金属离子为酶的活性所必需，但与酶的结合不甚紧密。

不甚紧密。

目目录录金属离子的作用金属离子的作用稳定酶的构象；

稳定酶的构象；

参与催化反应，传递电子；

在酶与底物间起桥梁作用；

中和阴离子，降低反应中的静电斥力等。

小分子有机化合物小分子有机化合物的作用的作用在反应中起运载体的作用，传递电子、在反应中起运载体的作用，传递电子、质子或其它基团。

质子或其它基团。

目目录录小分子有机化合物在催化中的作用小分子有机化合物在催化中的作用目目录录辅助因子分类辅助因子分类（按其（按其与酶蛋白结合的紧密程度与酶蛋白结合的紧密程度）辅酶辅酶（coenzyme）:

与酶蛋白结合与酶蛋白结合疏松，可用疏松，可用透析或超滤的透析或超滤的方法除去。

方法除去。

辅基辅基（prostheticgroup）:

与酶蛋白结合与酶蛋白结合紧密，不能用紧密，不能用透析或超透析或超滤的方法除去滤的方法除去。

二、酶的活性中心二、酶的活性中心必需基团必需基团（essentialgroup）酶分子中氨基酸残酶分子中氨基酸残基侧链的化学基团中基侧链的化学基团中，一些与酶活性密切相关一些与酶活性密切相关的化学基团的化学基团。

目目录录目目录录或称活性部位或称活性部位（activesite），指指必需基必需基团在空间结构上彼此靠近，组成具有特定空团在空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区域，能与底物特异结合并将底物间结构的区域，能与底物特异结合并将底物转化为产物。

转化为产物。

酶的活性中心酶的活性中心（activecenter）目目录录活性中心内的必需基团活性中心内的必需基团活性中心内的必需基团活性中心内的必需基团结合基团结合基团（bindinggroup）与底物相结合与底物相结合与底物相结合与底物相结合催化基团催化基团（catalyticgroup）催化底物转变成产物催化底物转变成产物位于活性中心以外，维持酶活性中心应有位于活性中心以外，维持酶活性中心应有的空间构象所必需。

的空间构象所必需。

活性中心外的必需基团活性中心外的必需基团底底物物活性中心以外活性中心以外的必需基团的必需基团结合基团结合基团催化基团催化基团活性中心活性中心目目录录目目录录溶菌酶的活性溶菌酶的活性中心中心*谷谷氨氨酸酸35和和天天冬冬氨氨酸酸52是是催催化化基团；

基团；

*色色氨氨酸酸62和和63、天天冬冬氨氨酸酸101和和色色氨氨酸酸108是是结结合基团；

合基团；

*AF为为底底物物多多糖糖链链的的糖糖基基，位位于于酶酶的的活活性性中中心心形成的裂隙中。

形成的裂隙中。

目目录录第二节第二节酶促反应的特点与机理酶促反应的特点与机理TheCharacteristicandMechanismofEnzyme-CatalyzedReaction目目录录uu酶与一般催化剂的共同点酶与一般催化剂的共同点在反应前后没有质和量的变化；

在反应前后没有质和量的变化；

只能催化热力学允许的化学反应；

只能加速可逆反应的进程，而不改变只能加速可逆反应的进程，而不改变只能加速可逆反应的进程，而不改变只能加速可逆反应的进程，而不改变反应的平衡点。

反应的平衡点。

目目录录

（一）

（一）

（一）

（一）酶促反应具有极高的效率酶促反应具有极高的效率酶促反应具有极高的效率酶促反应具有极高的效率一、一、酶促反应的特点酶促反应的特点酶酶的的催催化化效效率率通通常常比比非非催催化化反反应应高高1081020倍倍，比一般催化剂高比一般催化剂高1071013倍。

倍。

酶的催化不需要较高的反应温度。

酶酶和和一一般般催催化化剂剂加加速速反反应应的的机机理理都都是是降降低低反反应应的的活活化化能能（activationenergy）。

酶酶比比一一般般催催化化剂剂更更有有效地降低反应的活化能。

效地降低反应的活化能。

目目录录反应总能量改变反应总能量改变非催化反应活化能非催化反应活化能酶促反应酶促反应活化能活化能一般催化剂催一般催化剂催化反应的活化能化反应的活化能能能量量反反应应过过程程底物底物产物产物酶促反应活化能的改变酶促反应活化能的改变活化能活化能：

底物分子从初态转变到活化态所需的能量底物分子从初态转变到活化态所需的能量。

目目录录根据酶对其底物结构选择的严格程度不同，根据酶对其底物结构选择的严格程度不同，酶的特异性可大致分为以下酶的特异性可大致分为以下33种类型：

种类型：

nn绝对特异性绝对特异性绝对特异性绝对特异性（absolutespecificity）（absolutespecificity）：

只能作用于只能作用于只能作用于只能作用于特定结构的底物，进行一种专一的反应，生特定结构的底物，进行一种专一的反应，生特定结构的底物，进行一种专一的反应，生特定结构的底物，进行一种专一的反应，生成一种特定结构的产物成一种特定结构的产物成一种特定结构的产物成一种特定结构的产物。

nn相对特异性相对特异性相对特异性相对特异性（relativespecificity）（relativespecificity）：

作用于一类化作用于一类化作用于一类化作用于一类化合物或一种化学键。

合物或一种化学键。

nn立体结构特异性立体结构特异性立体结构特异性立体结构特异性（stereostereospecificityspecificity）：

作用于立作用于立作用于立作用于立体异构体中的一种。

体异构体中的一种。

目目录录（三）（三）酶促反应的可调节性酶促反应的可调节性对酶生成与降解量的调节对酶生成与降解量的调节酶催化效力的调节酶催化效力的调节通过改变底物浓度对酶进行调节等通过改变底物浓度对酶进行调节等酶促反应受多种因素的调控，以适应机体对酶促反应受多种因素的调控，以适应机体对不断变化的内外环境和生命活动的需要。

其中包不断变化的内外环境和生命活动的需要。

其中包括三方面的调节。

括三方面的调节。

目目录录二、酶促反应的机理二、酶促反应的机理

（一）酶

（一）酶-底物复合物的形成与诱导契合假说底物复合物的形成与诱导契合假说*诱导契合假说诱导契合假说（induced-fithypothesis）酶底物复合物酶底物复合物E+SE+PES酶与底物相互接近时，其结构相互诱导、酶与底物相互接近时，其结构相互诱导、相互变形和相互适应，进而相互结合。

这一过相互变形和相互适应，进而相互结合。

这一