c、根据成分 • 单成分酶(只含有蛋白质) • 双成分酶(酶蛋白和辅酶或
辅基)
b、根据催化反应类型 • 氧化还原酶 • 转移酶 • 水解酶 • 裂解酶 • 异构酶 • 合成酶
二、若干重要辅酶的功能
1、FMN和FAD
一些氧化还原酶的辅酶，在酶促反应中具有传 递氢原子的功能。
F：黄素flavin M：单mono N：核苷酸nucleotide A：腺嘌呤adenine D：二核苷酸di nucleotide
（大多数生物转化是在酶的参与和控制下进行的）
1、几个概念
酶(enzyme)：一种由细胞制造和分泌的、以蛋 白质为主要成分的、具有催化活性的生物催化 剂。 底物（或基质）(substrate)：在酶催化下发生 转化的物质。 酶促反应(enzymatic reaction)：底物在酶催化 下发生的转化反应。
+ 2H
+ H+
NAD+/NADP＋ （氧化型NAD+/NADP＋）
NADH/NADPH （还原型NAD+/NADP＋）
R——NAD+/NADP+的其余部分
3、辅酶Q（又称泛醌）
是某些氧化还原酶的辅酶，在酶促反应中 具有传递氢的作用。
+2H -2H
CoQ（氧化型CoQ）
（n=6~10）
CoQH2（还原型CoQ）
2、酶催化作用的特点
催化专一性高。一种酶只能对一种底物或 一类底物起催化作用，生成一定的代谢产 物。 酶催化效率高。一般酶催化反应的速率比 化学催化剂高107～1013倍。 酶催化需要温和的外界条件，如常温、常 压、接近中性的酸碱度。
3、酶的分类 2,000多种
a、根据作用场所 • 胞内酶 • 胞外酶
微生物的微观性 研究手段的限制 分离培养的局限
地球上的微生物： 估计有100万种以上
已发现的微生物： 约有10万种
已开发利用的微生物： 约1000种
水里的微生物“夜光藻”
活性污泥中的丝状菌
水蚤
有机化合物的生物降解
水环境中有机物的生物降解依赖于微生物
通过
催化反应分解有机物，其
本质是
促反应。
一、生物转化中的酶 Enzyme
1、有氧氧化中以分子氧为直接受氢体的递氢过程 分子氧作为直接受氢体的氢传递过程
2、有氧氧化中分子氧为间接受体的递氢过程
分子氧作为间接受氢体的氢传递过程
生物去氢氧化中各反应的电极电位
电对 NAD+/(NADH+
H+)
FMN/FMNH2
E/V -0.32
-0.12
电对 2cytc1(2Fe3+/2Fe2+)
6.1 有机污染物质的微生物降解 （P158)
微生物是一切肉眼看不见或看不清、个体 微小、构造简单的低等生物的统称
微生物分类：
原核生物（细菌、古细菌、放线菌、立克次氏 体、支原体、衣原体） 真核生物（原生动物、真菌、藻类） 非细胞生物（噬菌体、病毒）
种类多
生理代谢类型多 代谢产物种类多 微生物种数多
CoASH+CH3CO+
CH3CO-SCoA + H+
三、生物氧化中的氢传递过程 （hydrogen transfer）
生物氧化指有机质在机体细胞内的氧化，并伴 随能量的释放。一般多为去氢氧化。所脱落的 氢（H++e）以原子或电子的形式，由相应的氧 化还原酶按一定顺序传递至受氢体。这一氢原 子或电子的传递过程称为氢传递或电子传递过 程，其受体称为受氢体或电子受体。受氢体如 果为细胞内的分子氧就是有氧氧化；若为非分 子氧的化合物则是无氧氧化。
CH3CHO 一系列酶 （乙醛）
乙醇脱氢酶
CH3CH2OH （乙醇）
促反应
中间代谢产物作为受氢体
2H
葡萄糖
NADH+H+ NAD+
CH3COCOOH
CH3CH(OH)COOH
（丙酮酸） 乳酸脱氢酶
（乳酸）
4.无氧氧化中某些无机含氧化合物做 受氢体的递氢过程
10[H]+22+6H2O
24[H]+3H2SO4
兼性厌氧
硫酸还原菌 3H2S+12H2O
厌氧甲烷菌
8[H]+CO2
CH4+2H2O
最常见的受氢体： 硝酸根、硫酸根和二氧化碳
四、耗氧有机污染物质的微生物降 解
是生物残体、排放废水和废弃物中的糖类、 脂肪和蛋白质等较易生物降解的有机物质
有机物质通过生物氧化以及其他的生物转 化，可以变成更小、更简单的分子。如果 有机物质降解成二氧化碳、水等简单无机 化合物，则为彻底降解，矿化 （mineralization）；否则为不彻底降解。
FMN
FAD
+2H -2H
（氧化型FMN/FAD） FMN/FAD
（还原型FMN/FAD） FMNH2/FADH2
R——FMN/FAD的其余部分
2、NAD＋和NADP＋
( 分别称为辅酶Ⅰ辅酶Ⅱ)某些氧化还原酶的 辅酶，在酶促反应中具有传递氢的作用。
腺嘌呤
NAD+（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸） NADP+（烟酰胺膘嘌呤二核苷酸）磷酸
1、糖类的微生物降解 糖类Cx(H2O)y
A、多糖水解成单糖
多糖
二糖 细胞外水解酶
细胞内水解酶
单糖
B、单糖酵解成丙酮酸
4、细胞色素酶系的辅酶
细胞色素酶系是催化底物氧化的一类酶系，
主要有细胞色素b1、c1、c、a、a3等几种。 它们的酶蛋白部分不同，但辅酶都是铁卟
啉。
+e
cytnFe3+ -e
cytnFe2+
cyt—细胞色素酶系 n —b1、c1、c、a、a3
5、辅酶A（简写为CoASH）
转移酶的辅酶，所含的巯基与酰基形成硫 酯，而在酶促反应中起着传递酰基的功能。 反应式如下：
水环境中的微生物化学过程
• 物质在生物作用下经受的化学变化，称为 生物转化或代谢。
三大转化类型：
微生物作用：
生物转化 化学转化 光化学转化
自然界自净 废水处理 污染场址修复
生物转化、化学转化和光化学转化构成了污 染物质在环境中的三大主要转化类型。
6.1 有机污染物质的微生物降解 6.2 有毒有机污染物质生物转化类型 6.3 水体中金属的微生物转化 6.4 污染物质的生物转化速率
2cytc(2Fe3+/2Fe2+)
E/V +0.22
+0.26
CoQ/CoQH2 +0.10 2cytaa3(2Fe3+/2Fe2+) +0.28
2cytb(2Fe3+/2Fe2+) +0.05
O2/H2O
+0.82
3、无氧氧化中有机底物转化中间产物受氢体的递 氢过程
2H
NADH+H+
NAD+
葡萄糖