《酶及其动力学》PPT课件.ppt
《《酶及其动力学》PPT课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《酶及其动力学》PPT课件.ppt(72页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、,第 七 章 酶 及 其 动 力 学,定义:酶是生物细胞产生的、具有催化能力的生物催化剂。,酶是生物体内进行新陈代谢不可缺少的受多种因素调节控制的具有催化能力的生物催化剂。,生物学意义,能在体内十分温和的条件下高效率地起催化作用,并通过自我调节使生物体内各种物质处于不断的有序的代谢之中。,一、酶的概念,第一节 概述,有关概念 酶促反应 底物(S)产物(P)途径 循环 原始底物 中间产物 最终产物,表示方法,酶具有一般催化剂的特征 1.只能进行热力学上允许进行的反应;2.可以缩短化学反应到达平衡的时间,而不改变反应的平衡点;3.通过降低活化能加快化学反应速度。,二、酶作用的特点,2.专一性:酶对
2、底物具有严格的选择性。,3.敏感性:对环境条件极为敏感,易于失活。,4.可调性:酶活性的调节和酶合成速度的调节。,酶的催化特点,1.高效性:通常要高出非生物催化剂催化活性的1061013倍。,1mol过氧化氢酶 5106molH2O21mol离子铁 610-4molH2O2,1、酶的化学本质,蛋白质,1926年首次从刀豆制备出脲酶结晶,证明其为蛋白质,并提出酶的本质就是蛋白质的观点。,酶是蛋白质的证据:其组成、结构、性质与蛋白质一样,三、酶的化学本质与组成,2、化学组成,酶,单纯酶,结合酶,(全酶)=酶蛋白+辅因子,辅因子,辅酶,:与酶蛋白结合得比较松的小分子有机物。,辅基,:与酶蛋白结合得紧
3、密的小分子有机物。,金属激活剂,:金属离子作为辅助因子。,酶的催化专一性主要决定于酶蛋白部分,辅因子通常是作为电子、原子或某些化学基团的载体。,3、单体酶、寡聚酶和多酶复合物,单体酶(monomeric enzyme):仅有一条具有活性部位的多肽链,全部参与水解反应。,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。,多酶复合物(multienzyme system):几个酶镶嵌而成的复合物。这些酶催化将底物转化为产物的一系列顺序反应。例如,丙酮酸脱氢酶系(E.coli):丙酮酸脱氢酶(E)、硫辛酰转乙酰酶(
4、E)和二氢硫辛酰脱氢酶(E)。,碱性,1、酶的分类,1961年国际酶学委员会(Enzyme Committee,EC)根据酶所催化的反应类型和机理,把酶分成6大类:,1.氧化还原酶类:主要催化氢的转移或电子传递的氧化还原反应。,AH2+B(O2),A+BH2(H2O2,H2O),(1)脱氢酶类:催化直接从底物上脱氢的反应。,AH2+B,A+BH2(需辅酶或辅酶),四、酶的分类与命名,(2)氧化酶类,催化底物脱氢,氧化生成H2O2:,AH2+O2,A+H2O2(需FAD或FMN),催化底物脱氢,氧化生成H2O:,2AH2+O2,2A+2H2O,(3)过氧化物酶,ROO+H2O2,RO+H2O+O
5、2,(4)加氧酶(双加氧酶和单加氧酶),(顺,顺-已二烯二酸),RH+O2+还原型辅助因子,ROH+H2O+氧化型辅助因子,(又称羟化酶),2.转移酶类:催化化合物中某些基团的转移。,AX+B,A+BX,根据X分成8个亚类:转移碳基、酮基或醛基、酰基、糖基、烃基、含氮基、含磷基和含硫基的酶。,3.水解酶类:催化加水分解作用。,AB+H2O,AOH+BH,4.裂解酶类:催化非水解性地除去基团而形成双键的反应或逆反应。,CC键,+CO2,CO键,+H2O,CN键,+NH3,5.异构酶:催化 各种异构体之间的互变。,常见的有消旋和变旋、醛酮异构、顺反异构和变位酶类。,6.合成酶类:催化有ATP参加的
6、合成反应。,编号,EC:n1.n2.n3.n4,EC 国际酶学委员会 n1 据反应性质分六大类 n1=16 n2 n1下再分亚类 n2=1i n3 n2下再分亚亚类 n3=1i n4 在亚亚类中的排行 n4=1i,EC:1.1.1.x催化的反应都是-C-OHNAD(P)-CO-HNAD(P)HH,2、酶的命名 有两种方法:系统名、惯用名。,系统名:底物名称:底物名称反应类型酶,乳酸+NAD+,丙酮酸+NADH+H+,乳酸:NAD+氧化还原酶,惯用名:只取一个较重要的底物名称和反应类型,有的加来源。,乳酸:NAD+氧化还原酶,乳酸脱氢酶,对于催化水解反应的酶一般在酶的名称上省去反应类型。,蛋白质
7、水解酶,(胰、胃、木瓜)蛋白酶,1、酶作用的专一性,酶作用的专一性,结构专一性,立体异构专一性,族(基团)专一性,绝对专一性,相对专一性,五、酶作用的专一性,族专一性:可作用于一类或一些结构很相似的底物。,绝对专一性:只能作用于某一底物。,2NH3+CO2,立体异构专一性,旋光异构专一性几何异构专一性,D-、L-;、,顺、反,2、专一性机理 锁钥学说 诱导契合学说 见下章,1、酶活力的测定,(1)活力 酶活力是指酶催化某一化学反应的能力。,用在一定条件下所催化的某一化学反应的速度来表示。,速度测定原则 测初速度(S/S05%)S/P易测者,但以P为佳 SE,条件最适,无抑制激活剂,六、酶活力测
8、定及分离纯化,(2)酶(活力)单位:(U,IU)在一定条件下,一定时间内将一定量的底物转化为产物所需的酶量。,国际单位 在最适的反应条件(25)下,每分钟内催化一微摩尔底物转化为产物的酶量定为一个酶活力单位,即 1IU=1mol/min,卡达尔 在最适条件下,每秒钟内使一摩尔底物转化为产物所需的酶量定为1kat单位,即 1kat=1mol/s,1kat=6107IU,自定义,(3)比活力 单位酶制剂中的活力单位数 活力单位数/毫克或摩尔酶制剂,(4)测定方法,求出速度,除以活力单位,即为单位数,速度测定常用方法 分光光度法 荧光光度法 同位素标记法 电化学法,最常用分光光度法 直接比色分析法
9、化学偶联分析法 酶偶联分析法,2、分离纯化工业上大多采用微生物发酵的方法来获得大量酶制剂。,优点:不受气候、地理条件的限制,动、植物体内的酶大多可从微生物体内找到,微生物繁殖快,产酶量丰富。还可以通过选育菌种来提高酶的产量和用廉价原料大量生产。,酶分离纯化的三个基本步骤:抽提,纯化,结晶或制剂。,方法:1.根据溶解度不同(盐析法、有机溶剂沉淀法、等电点沉淀法、选择性沉淀法);2.根据酶与杂蛋白分子大小的差别(凝胶过滤法、超离心法);3.根据酶和杂蛋白与吸附剂之间吸附与解吸附性质的不同(吸附分离法);4.根据带电性质(离子交换层析法、电泳分离法、等电聚焦层析法);5.根据酶与杂蛋白的稳定性差别(
10、选择性变性法);6.根据酶与底物、辅因子或抑制剂之间的专一性亲和作用(亲和层析法)。,酶的纯化倍数与产率计算:比活力=活力单位数/毫克蛋白(氮),酶的纯化鉴定:聚丙烯酰胺凝胶电泳法、等电聚焦电泳法等,酶的保存:1、低温(04,-20);2、高浓度较稳定;3、加入稳定剂;4、固定化;5、干燥。,1、核酶 具有催化功能的RNA。,2、抗体酶 具有催化功能的免疫球蛋白(抗体)。,3、同工酶 催化相同反应但组成、结构、调节、分布 等不同的一组酶,乳酸脱氢酶(LDH),七、核酶、抗体酶、同工酶,酶工程,研究酶的生产、纯化、固定化、修饰和改造以及在工、农、医、科学等领域的应用的技术。,1、化学酶工程,通过
11、对酶的化学修饰、固定化处理,改善其性质以提高酶效率和降低成本,甚至人工合成酶的技术。,天然酶,修饰酶,固定化酶,人工模拟酶,提取、纯化的酶,给酶加减基团后性能改变的酶,不溶于水而保持活性的酶,人工合成的有催化活性的有机分子。,八、酶工程简介,2、生物酶工程,用基因重组技术生产或对酶基因修饰或设计新基因,从而生产性能稳定、具有新的生物活性及催化效率更高的酶的技术。,克隆酶,突变酶,新酶,用基因重组技术由受体生物合成的酶,对酶基因修饰后导入受体生物合成的酶,人工设计的基因导入受体生物合成的酶,工业上酶应用的优点:酶的催化效率高,专一性强,不发生副作用。酶作用条件温和。酶及其反应产物大多无毒性。,九
12、、酶的应用,酶的固定化就是把水溶性酶经物理(吸附法与包埋法)或化学方法(共价偶联法与交联法)处理后,使酶与惰性载体结合或将酶包埋起来成为一种不溶于水的状态。,吸附法:使酶被吸附于惰性固体的表面,或吸附于离子交换剂上。,包埋法:使酶包埋在凝胶的格子中或聚合物半透膜小胶囊中。,偶联法:使酶通过共价键连接于适当的不溶于水的载体上。,交联法:使酶分子依靠双功能基团试剂交联聚合成“网状”结构。,1、酶促反应速度,反应速度 单位时间内底物或产物的变化量,单分子反应 仅有一个底物分子参加的反应,v=dc/dt=dc/dt=kc,双分子反应 有两个底物分子参加的反应,v=dc/dt=kc1c2,第二节 动力学
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 酶及其动力学 及其 动力学 PPT 课件

链接地址:https://www.31ppt.com/p-4860122.html