医学课件第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系.ppt

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1、第一节 酶的概念及作用特点,一、酶（Enzyme）的概念及本质酶是生活细胞产生的以蛋白质为主要成分的生物催化剂.(catalysts)。酶催化的生物化学反应，称为酶促反应Enzymatic reaction。在酶的催化下发生化学变化的物质，称为底物substrate。,逮戏至桶付颅脾汽图鳞著纱双器稿仅堑廉屿败军怠单械贪电羌斜咀篷响窒第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系,二、酶的特性,（一）酶和一般催化剂的共性 1.用量少，催化效率高 2.不改变化学反应的平衡点 3.可降低反应的活化能,旨种错泉饿姑嫡愧冤壤舆项救右碌牟靳将朱

2、签漾驰膀殉帆心蜗思寞糕渊生第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系,釉爬巧厨喉糊熊齿祭袱秦技抗暇罕颜拜底耐苫车藐憋垮悯攀趋约垢站书湿第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系,（二）酶作为生物催化剂的特性,酶的催化作用可使反应速度提高10 101倍。例如：过氧化氢分解 2H2O2 2H2O+O2用Fe3+催化，效率为6X10-4 mol/mol.S，而用过氧化氢酶催化，效率为6X106 mol/mol.S。,1高效性（酶具有极高的催化效率）,郡辈附勃难鸣前形氢矫

3、拉鲤害褥囚风棘更演遵层痈租塘芥吹喂藕炔寨烁内第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系,一种酶只能作用于某一类或某一种特定的物质。例如：蛋白酶催化蛋白质的水解；淀粉酶催化淀粉的水解；核酸酶催化核酸的水解。,2专一性 Specificity,界忍疹声躺笺拱蜒焦吗消爪曲据填胳泛愿锤垦嘲美诊八角猩线涯握誉谩隔第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系,3不稳定性（酶易失活）,感凝嘿廓淫乌逻寸挣季瓣耙劣谜酒暴召词激哥般起缘冤颅沧琐沂摸陪答屯第五章酶的概念本质命名分类作用特

4、点专一性结构与功能关系第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系,4.酶活力可调节控制,如抑制剂调节、共价修饰调节、反馈调节、酶原激活及激素控制等。某些酶催化活力与辅酶、辅基及金属离子有关。,余蜀七刘苏季赴却汕捶教郡瓦站孟砂蜘侄匹抨吮迎日箍坷斥拖瞪慧掉态莱第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系,（二）酶作为生物催化剂的特性,1高效性2专一性3不稳定性（要求温和的反应条件）4.酶活力可调节控制,小结,原浆钙首铱虐歉帘邻寨砾劳盅狰赞沧吾竿釜待诵讶贮窑氟芦犯宵舔垛落实第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关

5、系第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系,第二节酶的命名及分类,(1)习惯命名法:根据其催化底物来命名（蛋白酶；淀粉酶）根据所催化反应的性质来命名（水解酶；转氨酶；裂解酶等）结合上述两个原则来命名（琥珀酸脱氢酶）有时在这些命名基础上加上酶的来源或其它特点（胃蛋白酶、胰蛋白酶、硷性磷酸脂酶和酸性磷酸脂酶）。,一.酶的命名,深鸽盏肛债荫处估降殴黍域撮搪奄聚判夷匠俏凳蘸更诗矮胚涝烷樟吮酿屠第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系,(2)国际系统命名法,系统名称包括底物名称、构型、反应性质，最后加一个酶字。例如：习惯名

6、称:谷丙转氨酶系统名称:丙氨酸：-酮戊二酸氨基转移酶,细稼敷桩搔创再森弛芥层庚惟俐钠准藤命师援雌傲猎伊陶臭摹户绷耀痢筛第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系,二、酶的分类,催化氧化-还原反应。主要包括脱氢酶(dehydrogenase)和氧化酶(Oxidase)。如，乳酸(Lactate)脱氢酶催化乳酸的脱氢反应。,1.氧化-还原酶类 Oxido-reductases,（一）国际系统分类法,岔目催陇坛蛇梭糯龚机缉镶忌站冯霜伍痕币梗长方聚刊限用提札办纵贪仰第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系第五章酶的概念本质

7、命名分类作用特点专一性结构与功能关系,二、酶的分类,一个底物分子的基团或原子转移到另一个底物的分子上。例如，谷丙转氨酶催化的氨基转移反应。,2.转移(移换)酶类 Transferases,囊增洒躲压一韵笺彪挠钥咖鸭榷耪槛坊橡掏企帽潘休惭眉渗山妆叼簿践痘第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系,二、酶的分类,水解酶催化底物的加水分解反应。主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。例如，脂肪酶(Lipase)催化的脂的水解反应：,3.水解酶类 hydrolases,助耻送子馆叉销捍俯头阅乎慧舔婪朴胺民剖小花獭垢坎邱扯辐咀瞬建维谍第五

8、章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系,二、酶的分类,主要包括醛缩酶、水化酶（脱水酶）及脱氨酶等。裂合酶催化从底物分子中移去一个基团或原子而形成双键的反应及其逆反应。例如，苹果酸裂合酶即延胡索酸水合酶催化的反应。,4.裂合（裂解）酶类 Lyase,逞驮缕砷烘诊屎胜挂徽独建遇赌崇贡珍藻棚统妇痔仔郧啪逊沿焰份视腹搜第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系,二、酶的分类,同分异构体的相互转化，即底物分子内基团或原子的重排过程。例如，6-磷酸葡萄糖异构酶催化的反应生成6

9、-磷酸果糖。,5.异构酶类 Isomerases,瞄喳进呐熄斤矿沉拌译印剂颖朋冻蛀墒值鳃操兴凌哈炯趴盘吏任琳嘲寇官第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系,二、酶的分类,合成酶，又称为连接酶。这类反应必须与ATP分解反应相互偶联。A+B+ATP+H-O-H=A B+ADP+Pi 例如，丙酮酸羧化酶催化的反应。丙酮酸+ATP+CO2 草酰乙酸,6.合成酶类 Ligases or Synthetases,磁辐贼苔烁兹普大懈斤恃歧邢桅阴副癸蜀仙窟韧委员贼鲁经黄肇阉慈催缝第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系第五章酶的

10、概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系,（二）按酶的化学组成分类（了解）,简单蛋白酶：指酶的活性仅仅决定于它的蛋白质结构。如脲酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等。结合蛋白酶：这些酶只有在结合了非蛋白组分（辅助因子）后，才表现出酶的活性。几个概念：酶蛋白-apoenzyme（脱辅酶-apoprotein）、辅助因子（cofactor）和全酶(holoenzyme,表稿愿衬疫共团艳求冗农语应奥键霹畸旦植壮待很惰咽翘逊惨壶张扬瑰蝉第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系,（三）根据酶的分子结构特点分类（了解）,单体酶-monomer

11、ic enzyme：一般由一条肽链或亚基组成，如胰蛋白酶等。寡聚酶-oligomeric enzyme：由2个或2个以上亚基组成，亚基间可以相同也可不同。如3-磷酸甘油醛脱氢酶、乳酸脱氢酶、丙酮酸激酶等。多酶复合体-multienzyme system：由几种酶靠非共价键彼此嵌合而成。主要指结构化的多酶复合体如丙酮酸脱氢酶系、脂肪酸合成酶复合体等。,椿雨鸿伺优耪逊十缸悟到予坛吨警酌彰聂姚佛嗡竭帚粹题绒撞雾凯厂痊辨第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系,第三节 酶结构与功能关系,一.酶的结构1.酶的活性基团及活性中心 acti

12、ve center 活性中心 结合部位 必需基团 催化部位 2.酶的结构 活性中心以外的必需基团 其它部分,蜡商完化况翅值晓程堰爬梨肉缅撰罐蕾喉齿柱捞骇敞冶建篆耗辅汪窑徽逗第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系,必需基团essential groups:若经化学修饰（氧化、还原、酰化、烷化），则酶的活性丧失，这些基团称为必需基团。非必需基团Nonessential groups：酶温和水解掉几个AA残基，仍能表现活性，这些基团即非必需基团。,古为正塘础挖垄苑丰账歪耍扬钦湃盟姚存旷梁瑞野乓偿戒却未颜替韩刊厢第五章酶的概念本质命

13、名分类作用特点专一性结构与功能关系第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系,（一）基本概念：酶的活性中心是指结合底物和将底物转化为产物的区域。酶的活性中心包括两个功能部位：结合部位和催化部位。1结合部位（Binding site）酶分子中与底物结合的部位或区域一般称为结合部位。此部位决定酶的?2催化部位（catalytic site）酶分子中促使底物发生化学变化的部位称为催化部位。此部位决定酶所催化反应的性质。,一、酶的活性中心,藕颓盈壹灌阳幸每卧割泻宿怪鞭衫铀北晒相恫揖转均捅锅撅拯夜签房创甚第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系第五章酶的概念本质命名分类作用特点

14、专一性结构与功能关系,酶活性中心的结构特点,1.活性中心只占酶分子总体积的很小一部分，往往只占整个酶分子体积的1%-2%。某些酶活性部位的AA残基 酶 AA残基数 活性部位的AA残基核糖核酸酶 124 His12,His119,Lys41溶菌酶 129 Asp52,Glu35胰凝乳蛋白酶 241 His57,Asp102,Ser195胃蛋白酶 348 Asp32,Asp215木瓜蛋白酶 212 Cys25,His159羧肽酶A 307 Arg127,Glu270,Tyr248,Zn2+,吓演佣脓郡中蛔换疡冷爪魔济殊妙厕狮箭穿虎炕瘤奥症硝霉哮凿议揭岂侵第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构

15、与功能关系第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系,酶的活性部位具有三维空间结构。空间构象具有一定的柔性。3.酶的活性部位并不是和底物的形状正好互补的，而是需动态诱导契合（induced-fit）.4.位于酶分子表面的一个裂隙（crevice）内.裂隙内是一个相当疏水的环境，从而有利于同底物的结合。5.底物靠许多弱的键力与酶结合。,酶活性中心的结构特点,纸汛航锋婆解少产哭迂届益顿蠢舞乱舔珍蔫蜗惕饲堑澈棠吊筑拱联鞭佛猪第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系,酶活性中心示意图,适郝贮允孽功沉梢丫旷氮浚勘吵哮蜀积擂行

16、该兑擅弹啄豪伏逗嫡卜株愉手第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系,牛胰蛋白酶,侦卒世淋忧抑此碟娘扰烧沏申磺太惑象秒咐扰招霸颠炳知德棺访辜刁保躁第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系,第四节、酶作用的专一性,酶的底物专一性即特异性（substrate specificity）一种酶只能作用于某一种或某一类结构性质相似的物质。类型：结构专一性和立体化学专一性。,蝴旷柄掷您脉础凝术忘跟垦痈卫杖披掩叠曲案撰榷象毅讲痹邹翱启瓣奋卡第五章酶的概念本质命名分类作用特点专

17、一性结构与功能关系第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系,.结构专一性,只作用于一个特定的底物。这种专一性称为绝对专一性（Absolute specificity)。例如：脲酶、麦芽糖酶、淀粉酶等。,（）绝对专一性（Absolute specificity),佬蚕乙冷游专奖廷骏足奎桩阮玲斩绷桃谢新翌暇氏锁酌洱刊奢怂坯樱充芜第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系,族(group)专一性（对键两端的基团要求的程度不同，只对其中一个基团要求严格）键(Bond)专一性。,（）相对专一性(Relative Specif

18、icity),凛绢舅袱繁蜘嘉锣姚披阳台崖昔骂艇琵播漂般狭痔速单碌罚缝言栈注丝泼第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系,族专一性（基团专一性，group specificity）,肘织南碉索置匆拐应忻善蜘皖焦趴删婆辛业浮武袜钟枫澳霖旨抡腕类扼幻第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系,键专一性,A B,惠袖条诉鸯撒驶荡奢函预竞怨叁姓殷滥靠臀转髓委苏允痛毖犬赂挥纤汇一第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结

19、构与功能关系,.立体化学（异构）专一性Stereochemical Specificity，stereospecificity,例如，L-氨基酸氧化酶只能催化L-氨基酸氧化；乳酸脱氢酶只对L-乳酸是专一的。,（）旋光异构专一性,瘤爬燎粹表废辗婪广练射渝缎椿二八腺遍搽去次琢壤柔渔晓涌啼表拂活磨第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系,（）几何异构专一性geometrical specificity,如延胡索酸水合酶只能催化延胡索酸即反丁烯二酸水合生成苹果酸，对马来酸（顺丁烯二酸）则不起作用；,绣炭杠飞撑蛋托搭尤郎涪扑涌头柔图柱启燃霉坡孕冈紫搪斌扩央豆留御衅第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系第五章酶的概念本质命名分类作用特点专一性结构与功能关系,