"forБайду номын сангаасhis biochem ical researches and his discovery of cell-free
ferm entation"
Eduard Buchner Germ any Landw irtsch aftlich e H ochschule (A gricultural C ollege) B erlin, G erm any b. 1860 d. 1917
的一系列相关反应。丙酮酸脱氢酶复合体 ➢ 多功能酶：一条多肽链上含有两种或两种以上催化活性的
酶，往往是基因融合的产物。高等动物的脂肪酸合酶
由几种不同功能的酶彼此聚合 形成的多酶复合物
❖ 一些多酶体系在进化过程 中由于基因的融合，多种不 同催化功能存在于一条多肽 链中，这类酶称为多功能酶
❖ 由单肽链构成的，含有若 干个酶活性结构域
酶活性中心的特点
a.酶的活性中心位于酶分子表面的”空穴“中，为非极性环境 b.酶的活性中心只有几个氨基酸组成，多为极性氨基酸
c.活性中心的几个氨基酸残基在一级结构上可能相距很远， 甚至位于不同肽链上，通过肽链的盘绕折叠而在空间结构 上相互靠近，形成一个能与底物结合并催化底物形成产物 的位于酶蛋白分子表面的特化的空间区域
2、结合酶：含有蛋白成分(酶蛋白)和非蛋白成分(辅助 因子)
蛋白质部分：酶蛋白
全酶
辅助因子
小分子有机化合物 金属离子
维生素 铁卟啉
* 两部分在催化反应中的作用
☺ 酶蛋白决定反应的特异性 ☺ 辅助因子决定反应的种类与性质
(二) 根据酶蛋白结构特点分类
➢ 单体酶：由一条肽链组成的酶分子 ➢ 寡聚酶：由两条或多条肽链组成的酶分子。为大多数酶 ➢ 多酶复合体：由多种酶彼此聚合形成的复合体, 催化连续
活性中心
结合基团 催化基团
活性中心外基团
酶的专一性机制
诱 导 契 合 学 说
该学说认为酶表面并没有一种与底物互补的固 定形状，而只是由于底物的诱导才形成了互 补形状
酶的高效性机制
中间产物学说
E+S
E-S P + E
酶（E）与底物（S ）结合生成不稳定的中 间物（ES），再分解成 产物（P）并释放出酶， 使反应沿一个低活化能 的途径进行，降低反应 所需活化能，所以能加 快反应速度
能 量 水 平
E+S
E1 ES
E2
G
P+ E
反应过程
邻近效应和定向效应
在酶促反应中，底物分子结合到酶的活性中心
▪ 一方面底物在酶活性中心的有效浓度大大增加，有利 于提高反应速度；
▪ 另一方面，由于活性中心的立体结构和相关基团的诱 导和定向作用，使底物分子中参与反应的基团相互接 近，并被严格定向定位，使酶促反应具有高效率和专 一性特点
酶与酶工程优秀课件
酶的概念
酶是一类由活细胞产生的对其特异底物具有高效催化 作用的特殊蛋白质或核酸
简单地说，酶是一类由活细胞产生的生物催化剂
酶作为生物催化剂的特点
✓ 高效性 ✓ 专一性 ✓ 反应条件温和 ✓ 酶的催化活性可调节控制
The N obel P rize in C hem istry 1907
Jam es B atcheller Sum ner
1/2 of the prize C ornell U niversity Ithaca, N Y, U SA
1887-1955
John How ard N orthrop
1/4 of the prize
R ockefeller Institute for M edical R esearch Princeton, N J, U SA
d.酶的活性中心具有柔性，可与底物诱导契合发生相互作用 e.酶的活性中心与底物的结合通过次级键
酶活性中心的特点
必需基团：
在酶分子中有一些基团对维持酶活性中心应有的空 间 构象及发挥正常的催化活性是必需的，若将这些基团改 变后会导致酶的催化活性减弱甚至丧失
活性中心内外都可以有必需基团
必需基团
酶
非必需基团
Vmax [S] V= Km + [S]
酶浓度对酶反应速度的影响
在有足够底物和其他条件不变的情况下， 反应速度与酶浓度成正比
酶的活性中心
活性中心：酶分子中结合底物并起催化作用的少数氨基酸 残基形成的一定空间结构。 包括底物结合部位和催化部位
酶 结合部位：与底物结合，使底物与酶的一定构象形成
活
复合物，决定酶的专一性
性
中 心 催化部位：影响底物中某些化学键的稳定性，催化底
物转变成产物的部位，决定酶的催化效率
和催化反应的性质
邻近定向效应
酶促反应动力学
酶促反应动力学是研究酶促反应的速度以及影响酶反 应速度的各种因素的科学 影响酶反应速度的因素有：
底物浓度、酶浓度、温度、pH值、激活剂、抑制剂等
底物浓度对酶促反应速度的影响
V-S曲线
V初
▪ 在低底物浓度时, 反应速度 与底物浓度成正比，为一级 V max 反应
▪ 底物浓度增大与速度的增加 不成正比,为混合级反应
1891-1987
W endell M ered ith S tan ley
1/4 of the prize
R ockefeller Institute for M edical R esearch Princeton, N J, U SA
1904-1971
酶的分类
(一) 根据酶的化学组成分类：
1、单纯酶：只含有蛋白质成分，如：脲酶、溶菌酶、 淀粉酶、脂肪酶、核糖核酸酶等
▪ 当底物浓度达到一定值，几 乎所有的酶都与底物结合后， 反应速度达到最大值V max， 此时再增加底物浓度，反应 速度不再增加，表现为零级 反应
底物浓度对酶促反应初速度的影响
低
米氏方程
1913年，德国化学家Michaelis和Menten根据中间产 物学说对酶促反应的动力学进行研究，推导出了表示 整个反应中底物浓度和反应速度关系的著名公式，称 为米氏方程
The N obel P rize in C hem istry 1946
“ for his discovery that enzym es can be c r y s ta lliz e d "
"for their preparation of enzym es and virus proteins in a pure form "