酶工程第一章绪论
第一节 酶的基本概念与发展历史
酶的存在及作用的认识： 1833年：发现淀粉酶 19世纪中叶：糖发酵产酒与活酵母有关 1878年：给酶一个统一的名词，叫Enzyme，这个
字来自希腊文，其意思是“在酵母中”。 1897年，德国巴克纳Buchner兄弟发现不含细胞的
酵母提取液也能使糖发酵，说明发酵与细胞的活 动无关，从而说明了发酵是酶作用的化学本质， 为此Buchner获得了1907年诺贝尔化学奖。
体异构专一性。如：蔗糖酶、麦芽糖酶。 立体异构专一性： 当作用的底物含有不对称碳原子时，酶只能作用
于异构体的一种。如：乳酸脱氢酶。 核酸类酶也具有绝对专一性。
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1、绝对专一性
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2、相对专一性
相对专一性概念： 一种酶能够催化一类结构相似物质进行某种相同
类型的反应。 （1）基团专一性 要求底物含有某一相同的基团。
命名。 两类酶的命名差别： 蛋白类酶只能催化其他分子进行反应，而核酸类
酶既可以催化酶分子本身也可以催化其他分子进 行反应。
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第四节 酶的分类与命名 注意：顺序
蛋白类酶的种类：
不要搞错！
氧化还原酶类 Oxidoreductases
转移酶类
Transgerases
水解酶类
Hydrolases
五、抑制剂的影响 可逆抑制剂 不可逆抑制剂
竞争性抑制剂 非竞争性抑制剂 反竞争性抑制剂
六、激活剂的影响 激活剂：金属离子、无机负离子、蛋白酶等。
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第四节 酶的分类与命名
按照分子中起催化作用的主要组分的不同，酶可 以分为蛋白类酶（P酶）和核酸类酶（R酶）。
命名总原则： 根据酶作用的底物和催化反应的类型进行分类和
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第一节 酶的基本概念与发展历史
对酶的作用机理及酶的本质的深入研究： 1902年，提出酶催化过程的中间产物学说 1913年，根据中间产物学说推导出酶促反应的的基
本动力学方程——米氏方程。 1930年，证实酶是一种蛋白质； 80年代初发现了具有催化功能的RNA——核酶
(ribozyme)，这一发现打破了酶是蛋白质的传统观 念，开辟了酶学研究的新领域 1989年，因核酶的发现，切克和阿尔特曼共同获得 1989年度诺贝尔化学奖。 现已鉴定出4000多种酶，数百种酶已得到结晶，而 且每年都有新酶被发现。
酶工程：
酶的生产、改性与应用的技术过程。
酶工程的主要任务：
经过预先设计，通过人工操作获得人们所需的酶，并 通过各种方法使酶的特性得以改进，充分发挥其催化 功能。
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第一节 酶的基本概念与发展历史
人们对酶的认识起源于生产与生活实践： 夏禹时代，人们掌握了酿酒技术。 公元前12世纪周朝，人们就会制作饴糖和酱。 春秋战国时期已知用麴(曲)治疗消化不良的疾病。 酶者，酒母也
裂合酶类
Lyases
异构酶类
Isomerases
合成酶类
Synthetases
或连接酶
ligases
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第四节 酶的分类与命名
核酸类酶的种类：
分子内催化R酶：
自我剪切酶
自剪切酶
DNA剪切酶
多肽剪切酶
多糖剪接酶
氨基酸酯剪切酶
多功能酶
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三、酶催化作用的条件温和
酶催化反应的一般条件： 常温，常压，近中性的pH值环境。 一般非酶催化反应条件： 高温、高压和pH极端 原因： 酶促反应所需活化能低 酶是具有生物催化功能的生物大分子。
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第三节 影响酶催化作用的因素
一、底物浓度的影响 底物浓度与酶催化反应速度之间的关系：
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第三节 影响酶催化作用的因素
二、酶浓度的影响 酶催化反应速度与酶浓度成正比。 三、温度的影响 在某一特定的温度条件下，酶催化 速度达到
最大，超过最适温度，反应速度逐步降低。 四、pH的影响 每一种酶都有其各自最适pH范围和最适pH。 五、抑制剂的影响
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第三节 影响酶催化作用的因素
主要内容
第一节 酶的基本概念与发展历史 第二节 酶催化作用的特点 第三节 影响酶催化作用的因素 第四节 酶的分类与命名 第五节 酶的活力测定 第六节 酶的生产方法 第七节 酶工程发展概况
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生物技术的四大支柱
生物技术 （生物工程）
基因工程 细胞工程 酶工程 发酵工程
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如：胰蛋白酶，是肽链内切酶，能把多肽链中赖氨酸和 精氨酸残基中的羧基侧切断。
（2）键专一性 要求底物具有相同化学键。
如：酯酶，可催化含酯键的酯类物质水解生成醇和酸。
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思考：酶为什么具有催化专一性？
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二、酶催化作用的效率高
与非酶促反应相比：是其107~1013倍。
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一、蛋白类酶（P酶）的分类与命名
基因工程：用“剪刀+糨糊”创造新物种的工程。 细胞工程：微观水平的嫁接技术。 酶工程：让工厂高效、安静、美丽如画的工程。 发酵工程：把微生物或细胞造就成无数微型工厂， 将神话变为现实的桥梁。
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酶工程概述
酶的概念：
酶是具有生物催化功能的生物大分子。
酶的分类：
蛋白类酶（proteozyme,protein enzyme,P酶） 核酸类酶（robozyme,RNA enzyme,R酶）
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第二节 酶催化作用的特点
一、酶催化作用的专一性强
专一性： 指在一定的条件下，一种酶只能催化一种或一类
结构相似的底物，进行某种类型反应的特性。
绝对专一性
专一性
基团专一性
相对专一性
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键的专一性
1、绝对专一性
绝对专一性概念： 一种酶只能催化一种底物进行一种反应。包括立
N2H
OC N2H +H 2 O
N3H +C2O
非酶促：100℃ ，3× 10－10/s 在脲酶作用下：20.8 ℃ ，3× 104/s
与其它催化剂相比
H 2 O 2
H 2 O+O 2
此反应在过氧化氢酶的作用下，比在Fe2＋的作用下，反应速 度常数将近快9个数量级。
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思考：酶的催化为什么具有高效性？