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酶学与酶工程 (2)优秀课件

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(二)国际系统命名法
国际系统命名法原则是以酶的整体反应为基 础的,规定每种酶的名称应当明确标明酶的底物 及催化反应的性质。如果一种酶催化两个底物起 反应,应在它们系统名称中包括两个底物的名 称,并以“:”号将它们隔开。若底物之一是水 时,可将水略去不写。
ATP+D-葡萄糖 ADP+D-葡萄糖-6-磷酸 国际系统命名为: ATP:D-葡萄糖磷酸转移酶
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2. 酶与底物的结合模型
a. 锁和钥匙模型 b .诱导锲合模型
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a. 锁和钥匙模型
认为整个酶分子的天然构象是具有刚性结 构的,酶表面具有特定的形状。酶与底物的 结合如同一把钥匙对一把锁一样
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b .诱导锲合模型
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.
专一性
活性部位
必需基团
催化基团 催化性质
维持酶的空间结构
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三.酶的作用机制
1. 酶的作用过程 2. 酶与底物的结合模型 3 .酶的催化作用
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1. 酶的作用过程
酶的活性部位:
是它结合底物和将底物转化为产物的区域,通常是整个 酶分子相当小的部分,它是由在线性多肽中可能相隔很 远的氨基酸残基形成的三维实体。
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(三)国际系统分类法及酶的编号
国际酶学委员会,根据各种酶所催化反应的类型, 把酶分为6大类,即氧化还原酶类、转移酶类、水解 酶类、裂合酶类、异构酶类和连接酶类。分别用1、2、 3、4、5、6来表示。再根据底物中被作用的基团或 键的特点将每一大类分为若干个亚类,每一个亚类又 按顺序编成1、2、3、4……等数字。每一个亚类可 再分为亚亚类,仍用1、2、3、4……编号。每一个 酶的分类编号由4个数字组成,数字间由“·”隔开,编 号之前冠以EC(Enzyme Commision)。
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1.氧化还原酶 2.转移酶 3.水解酶 4.裂合酶 5.异构酶 6.连接酶(合成酶) 7.核酸酶(催化核酸)
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1.氧化还原酶 (Oxidoreductase)
包括脱氢酶(Dehydrogenase) 、氧化酶 (Oxidase) 、过氧化物酶、氧合酶、细胞色素 氧化酶等
C H 3 C H C O O H N A D + C H 3 C C O O H N A D HH +
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7.核酸酶(催化核酸) Ribozyme
核酸酶是唯一的非蛋白酶。它是一类特殊的RNA,能够 催化RNA分子中的磷酸酯键的水解及其逆反应。
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酶用于生物催化的概况
类别
水解酶 hydrolases
氧化还原酶 oxidoreductases
转移酶 transferases
裂合酶 lyases
异构酶 isomerases
酶的催化专一性主要决定于酶蛋白部分。
退出 辅因子通常是作为电子、原子或某些化学基团的载体。
(二)单体酶、寡聚酶和多酶复合物
1.单体酶(monomeric enzyme):一般由一条多肽链组成, 但有的单体酶是由多条肽链组成,肽链间二硫键相连构成一 整体。 2.寡聚酶 (oligomeric enzyme):由几个或多个亚基组成,亚 基牢固地联在一起,单个亚基没有催化活性。亚基之间以非 共价键结合。
O H
O
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2.转移酶(Transferase)
包括酮醛基转移酶、酰基转移酶、糖苷基转移酶、 含氮基转移酶等
CH3CHCOOH HOOCCH2CH2CCOOH
NH2
O
CH3CCOOH HOOCCH2CH2CHCOOH
O
NH2
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3.水解酶(Hydrolase)
脂肪酶、糖苷酶、肽酶等,水解酶一般不需辅 酶
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连接酶 ligases
占总酶比例% 26 27
24 12 5 6
利用率% 65 25
5 ~5 ~1 ~1
二.酶的组成和结构特点
(一)酶的组成
单纯酶 酶
结合酶 (全酶)= 酶蛋白 + 辅因子
辅酶 与酶蛋白结合得比较松的小分子有机物。
辅因子
辅基 与膜蛋白结合得紧密的小分子有机物。
金属激活剂 金属离子作为辅助因子。
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5.异构酶(Isomerase)
此类酶为生物代谢需要对某些物质进行分子 异构化,分别进行外消旋、差向异构、顺反 异构等
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6.连接酶(合成酶)(Ligase or Synthetase)
这类酶关系很多生命物质的合成,其特点是需要三磷酸 腺苷等高能磷酸酯作为结合能源,有的还需金属离子辅 助因子。分别形成C-O键(与蛋白质合成有关)、C-S键 (与脂肪酸合成有关)、C-C键和磷酸酯键。
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第一章 酶学与酶工程
第一节 酶工程概述 第二节 酶的分类、组成、结构特点和作用机制 第三节 酶作为催化剂的显著特点 第四节 酶促反应动力学 第五节 酶的抑制作用
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第二节 酶的分类、组成、结构特点和作 用机制
一.酶的分类: 二.酶的组成和结构特点 三.酶的作用机制
3.多酶复合物 (multienzyme system):是由几种酶非共价键彼 此嵌合而成。这些酶催化将底物转化为产物的一系列顺序反 应。
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(三) 活性部位和必需基团
必需基团:这些基团若经化学修饰使其改变,则酶的活 性丧失。
活性部位:酶分子中直接与底物结合,并和酶催化作用
直接有关的部位。
结合基团
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3 .酶的催化作用
(1) 研究方法 (2)影响酶的催化作用
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(1) 研究方法
a.从非酶系统模式获得催化作用规律 b.从酶的结构与功能研究中得到催化作用机理
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一.酶的分类
(一)习惯命名法
1961年以前使用的酶的名称都是习惯沿用 的,称为习惯名。主要依据以下原则: 1. 根据酶作用的底物命名,如纤维素酶。 2. 根据酶催化反应的性质及类型命名,如溶菌酶。 3. 根据酶的来源命名,如胰蛋白酶。
有的酶结合上述原则来命名。习惯命名比较简单, 应用历史较长,尽管缺乏系统性,但现在还被人们 使用。
R C O O C H 2 C H 3H 2 O R C O O HC H 3 C H 2 O H
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4.裂合酶(Lyase)
这类酶可脱去底物上某一基团留下双键,或可相 反地在双键处加入某一基团。
H O O C C H = C H C O O H H 2 OH O O C C H 2 C H C O O H O H
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