酶的命名和分类讲稿.ppt

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1、关于酶的命名和分类第一页，讲稿共一百二十页哦(Biocatalytics)酶的命名和分类酶的作用特性酶促反应动力学酶的抑制剂与与药物分子设计核酸酶和抗体酶寡聚酶、同功酶和固定化酶酶的应用生物催化剂的发现和发展酶活力的测定学习要求第二页，讲稿共一百二十页哦学习要求学习要求了解酶的了解酶的命名命名和和分类分类弄清酶的弄清酶的化学本质化学本质掌握理解掌握理解活性中心活性中心、酶活性酶活性、反应初速度反应初速度、比活性比活性、KmKm 最适最适PHPH、最适温度最适温度、酶原酶原、竞争性抑制竞争性抑制弄清弄清影响影响酶促作用的各种酶促作用的各种因素因素掌握掌握酶促作用酶促作用的动力学和结构基础的动力学

2、和结构基础对比酶的几种不同类型的对比酶的几种不同类型的抑制作用抑制作用酶的作用机制与药物分子的设计酶的作用机制与药物分子的设计了解了解核酸酶核酸酶、抗体酶抗体酶的相关知识的相关知识了解了解同功酶同功酶、诱导酶诱导酶、别构酶别构酶、固定化酶固定化酶的本质和应用的本质和应用章首章首第三页，讲稿共一百二十页哦5.1 生物催化剂的发现和发展生物催化剂的发现和发展一、生物催化剂的发现1、ferment2、淀粉糖化酶：18333、enzyme 1878年4、1926年，脲酶结晶，提出酶的蛋白质的本质5、1963年，牛胰核糖核酸酶的一级结构 1965年，鸡卵清溶菌酶的三维结构 1969年，人工合成核糖核酸酶

3、第四页，讲稿共一百二十页哦二、生物催化剂的发展1、Ribozyme 1982年 2、抗体酶（abzymes)3、生物酶工程4、人工酶5、模拟酶酶的本质？章首章首第五页，讲稿共一百二十页哦5.2 酶的命名和分类酶的命名和分类国际系统命名法：1、名称由两部分组成：底物反应名称、名称由两部分组成：底物反应名称 如：如：ATP:己糖磷酸转移酶己糖磷酸转移酶 2、不管酶催化正反应还是逆反应，都用同一名称。、不管酶催化正反应还是逆反应，都用同一名称。如：如：DH2:NAD氧化还原酶氧化还原酶习惯名或常用名：1、根据酶所作用的底物命名、根据酶所作用的底物命名 如：淀粉酶，蛋白酶如：淀粉酶，蛋白酶 2、根据酶

4、所催化的反应命名、根据酶所催化的反应命名 如：转氨酶，脱氢酶如：转氨酶，脱氢酶 3、在底物、反应基础上加上酶的来源或其它特点命名、在底物、反应基础上加上酶的来源或其它特点命名 如：胰蛋白酶、碱性磷酸酶如：胰蛋白酶、碱性磷酸酶 第六页，讲稿共一百二十页哦国际系统分类法酶的六大类：1.氧化还原酶类（oxido-reductases)2.转移酶类（transferases)3.水解酶类（hydrolases)4.裂合酶类（lyases)5.异构酶类（isomerases)6.合成酶类（ligases)如：SOD（超氧化物歧化酶）EC1.15.1.1（Enzyme Commission)第七页，讲稿共

5、一百二十页哦章首章首第八页，讲稿共一百二十页哦5.3 酶的作用特性酶的作用特性酶的催化作用特性与酶的催化特性有关的因素酶的非蛋白组分辅酶和金属离子章首章首第九页，讲稿共一百二十页哦酶的催化作用特性（一）酶是自然界中催化活性最高的一类催化剂 比普通催化剂效能高比普通催化剂效能高10107 710101313倍倍Movie.decrease energy第十页，讲稿共一百二十页哦（二）酶是具有高度选择性的催化剂（二）酶是具有高度选择性的催化剂反应专一性反应专一性(reaction specificity)只催化一种或一类反应，几乎不产生副反应底物专一性底物专一性(substrate specifi

6、city)(1)(1)结构专一性结构专一性(structure specificity)如：脲酶：只催化水解尿素 (2)(2)立体专一性立体专一性(stereo specificity)手性底物，如：淀粉酶只水解D葡萄糖形成的1,4-糖苷键(3)(3)几何专一性几何专一性(geometric specificity)只催化某种几何异构体底物的反应酶的催化作用特性返回第十一页，讲稿共一百二十页哦酶的催化作用特性（三）酶促反应遵循米氏动力学方程第十二页，讲稿共一百二十页哦1 酶分子的结构2 酶与底物分子之间的相互作用3 酶与底物分子之间的定向效应4 酶与反应过渡态的结合作用5 酶与底物的手性选择性

7、结合作用与酶催化特性有关的因素返回第十三页，讲稿共一百二十页哦（一）酶分子的结构酶的活性中心酶的活性中心结合部位结合部位：专一性：专一性空间形状和氨基酸残基组成上，利于酶底物复合物的形成。催化部位催化部位：高效性：高效性 与结合部位重叠或非常靠近；含有多种具有活性侧链的氨基酸残基；有的含有辅酶或金属离子；激活底物或降低过渡态活化能。Movie.ES complex第十四页，讲稿共一百二十页哦第十五页，讲稿共一百二十页哦酶分子的结构必需基团：与酶的催化活性有关：与酶的催化活性有关活性中心的必需基团：与底物结合活性中心的必需基团：与底物结合非活性中心的必需基团：具有空间非活性中心的必需基团：具有空

8、间 支撑或结构支撑或结构维持作用维持作用非必需基团：与酶的其它活性有关，如识别、：与酶的其它活性有关，如识别、定位、免疫等定位、免疫等Movie.enzyme reaction1第十六页，讲稿共一百二十页哦第十七页，讲稿共一百二十页哦返回第十八页，讲稿共一百二十页哦（二）酶与底物分子相互作用酶底物中间复合物（enzyme-substrate complex)E+S ES E+PMovie.Enzyme reaction2返回第十九页，讲稿共一百二十页哦1、静电引力、静电引力2、氢键、氢键3、疏水键相互作用：活性中心是相对的疏水环境、疏水键相互作用：活性中心是相对的疏水环境酶底物结合力第二十页，

9、讲稿共一百二十页哦（三）酶与底物的定向效应底物分子结合到酶的活性中心：1)底物在酶活性中心的有效浓度大大增加底物在酶活性中心的有效浓度大大增加2)活性中心的立体构型和相关基团的诱导和定向活性中心的立体构型和相关基团的诱导和定向作用，使底物分子中参与反应的基团相互接近，作用，使底物分子中参与反应的基团相互接近，并被严格定位并被严格定位3)是酶促反应具有高效率和专一性的原因是酶促反应具有高效率和专一性的原因返回第二十一页，讲稿共一百二十页哦（四）酶与反应过渡状态的结合作用酶与反应过渡状态的亲和力远大于酶与底酶与反应过渡状态的亲和力远大于酶与底物或产物的亲和能力物或产物的亲和能力Movie.ES P

10、 curve返回第二十二页，讲稿共一百二十页哦（五）酶与底物的手性选择结合作用不对称催化不对称催化作用作用大多数天然产物都具有大多数天然产物都具有旋光性旋光性酶分子的活性中心部位，含有多个具有催酶分子的活性中心部位，含有多个具有催化活性的化活性的手性中心手性中心，对底物分子起诱导和，对底物分子起诱导和定向作用，使反应按单一的方向进行。定向作用，使反应按单一的方向进行。第二十三页，讲稿共一百二十页哦第二十四页，讲稿共一百二十页哦返回第二十五页，讲稿共一百二十页哦三、酶的非蛋白组分 辅酶和金属离子返回第二十六页，讲稿共一百二十页哦（一）辅酶和辅基1、辅酶和辅基的区别 与酶蛋白结合的强弱与酶蛋白结合

11、的强弱透析透析2、辅酶和辅基的功能 本质：小分子有机化合物本质：小分子有机化合物 具有氧化还原性或转移基团的能力具有氧化还原性或转移基团的能力3、辅酶和辅基的作用特点 直接参与反应直接参与反应“第二底物第二底物”全酶中的辅酶决定全酶中的辅酶决定酶反应专一性酶反应专一性同一辅酶或辅基可以和多同一辅酶或辅基可以和多种不同的酶蛋白结合形成不同的全酶。种不同的酶蛋白结合形成不同的全酶。全酶中的酶蛋白决定全酶中的酶蛋白决定底物专一性底物专一性第二十七页，讲稿共一百二十页哦4、辅酶和维生素大多数辅酶或辅基的前体是维生素，主要是水溶性大多数辅酶或辅基的前体是维生素，主要是水溶性B族族维生素。维生素。（一）辅

12、酶和辅基第二十八页，讲稿共一百二十页哦返回第二十九页，讲稿共一百二十页哦（二）酶分子中的金属离子金属酶金属酶（mentalloenzymes)，如，如SOD1）酶蛋白与金属离子结合紧密酶蛋白与金属离子结合紧密2）过渡金属离子：）过渡金属离子：如如Fe2+/Fe3+,Cu2+/Cu+，Zn2+，Mn2+等等3）通过配位健与氨基酸残基侧链基团相连）通过配位健与氨基酸残基侧链基团相连 或作为酶的辅助因子或作为酶的辅助因子金属激活酶金属激活酶（metal-actived enzymes)1）结合较松散）结合较松散2）碱金属离子或碱土金属离子，如）碱金属离子或碱土金属离子，如K+,Na+,Mg2+,Ca

13、2+等等返回第三十页，讲稿共一百二十页哦什么是酶促反应动力学?米氏方程米氏方程的推导影响酶促反应的因素5.4 酶促反应动力学酶促反应动力学章首章首第三十一页，讲稿共一百二十页哦酶促反应动力学酶促反应动力学 研究酶促反应的速度以及各种因素对反应速度的影响，其中酶与底物之间的作用问题是研究酶促反应的核心问题。返回第三十二页，讲稿共一百二十页哦酶促反应动力学酶促反应动力学米氏方程（Michaelis Menten 方程）Km的意义？的意义？返回第三十三页，讲稿共一百二十页哦米氏方程的推导酶促反应历程Movie.equation1ES降解速率Movie.equation2反应平衡时Movie.equa

14、tion3米氏方程Movie.equation4米氏曲线Movie.double-curveES形成速率Movie.ES k1返回第三十四页，讲稿共一百二十页哦影响酶作用的因素(1)温度对酶作用的影响(2)pH对酶作用的影响(3)酶浓度对酶作用的影响(4)激活剂对酶作用的影响(5)抑制剂对酶作用的影响返回第三十五页，讲稿共一百二十页哦1)温度对酶作用的影响酶的最适温度（酶的最适温度（optimum temperature,Tm）在在一一定定范范围围内内，反反应应速速度度达达到到最最大大时时的的温温度度称称为为酶酶的的最最适适温温度度（optimum temperature,Tm）。）。最适温度

15、不是酶的特征物理常数。最适温度不是酶的特征物理常数。返回第三十六页，讲稿共一百二十页哦2)pH对酶作用的影响 pH对对酶酶促促反反应应速速度度的的影影响响，主主要要有有下下列原因：列原因：1 影响酶和底物的解离影响酶和底物的解离2 影响酶分子的构象影响酶分子的构象第三十七页，讲稿共一百二十页哦第三十八页，讲稿共一百二十页哦返回第三十九页，讲稿共一百二十页哦3)酶浓度对酶作用的影响返回第四十页，讲稿共一百二十页哦4)激活剂对酶作用的影响凡凡能能提提高高酶酶的的活活性性，加加速速酶酶促促反反应应进进行行的的物物质都称为激活剂或活化剂质都称为激活剂或活化剂(activator)。一一般般认认为为，激

16、激活活剂剂的的作作用用主主要要有有以以下下几几个个方方面：面：1解除抑制剂的抑制作用解除抑制剂的抑制作用 2辅辅酶酶和和辅辅基基是是构构成成某某些些有有活活性性的的全全酶酶的的必必要要组成成份组成成份3无机离子激活许多酶类无机离子激活许多酶类返回第四十一页，讲稿共一百二十页哦4.5 酶的抑制剂与药物分子设计酶的抑制剂与药物分子设计返回酶的作用机理movie第四十二页，讲稿共一百二十页哦什么是抑制剂？抑制剂的作用机理？抑制剂的分类及特点？抑制剂的作用机理与药物分子设计第四十三页，讲稿共一百二十页哦抑制剂定义能够降低酶的活性，使酶促反应速度减慢的物质。第四十四页，讲稿共一百二十页哦抑制剂作用机理1

17、.底物类似物活性中心结合2.非底物类似物不与活性部位结合，但和酶活性部位以外的必需基团结合，从而影响酶促反应过程。第四十五页，讲稿共一百二十页哦抑制作用分类抑制作用分类：根据抑制剂与酶作用方式的不同根据抑制剂与酶作用方式的不同不可逆抑制不可逆抑制可逆抑制可逆抑制第四十六页，讲稿共一百二十页哦不可逆抑制（irreversible inhibition)v概念：抑制剂与酶活性中心必需基团以共价键结合，阻碍了底物的结合或破坏了酶的催化基团，不能用透析或超滤等方法去除抑制剂。v结合部位：活性中心必需基团v结合方式：共价键v分类：根据抑制剂对酶选择性的方式非专一性不可逆抑制专一性不可逆抑制第四十七页，讲

18、稿共一百二十页哦非专一性不可逆抑制概念：一种抑制剂可作用于酶分子上的不同基团或作用于几种不同的酶例如：烷化剂类：碘乙酸 酰化剂类：酸酐、磺酰氯第四十八页，讲稿共一百二十页哦专一性不可逆抑制qKs型：一种抑制剂只作用于酶分子中一种氨基酸侧链基团，该氨基酸残基属于酶的必需基团。如：有机汞：专一作用于巯基如：有机汞：专一作用于巯基 有机磷农药：专一作用于丝氨酸羟基有机磷农药：专一作用于丝氨酸羟基 如如乐果、敌百虫乐果、敌百虫等等qKcat型：结构及作用特点：抑制剂为底物的类似物，但其结构中潜藏着一种化学活性基团，抑制剂为底物的类似物，但其结构中潜藏着一种化学活性基团，在酶的作用下，潜在的化学活性基团

19、被激活，与酶的活性中心发在酶的作用下，潜在的化学活性基团被激活，与酶的活性中心发生共价结合，不能再分解，酶因此失活。生共价结合，不能再分解，酶因此失活。第四十九页，讲稿共一百二十页哦用自杀性底物对付抗青霉素的菌株v青霉素分子青霉素分子v耐药性产生的原因耐药性产生的原因v解决耐药性的方法解决耐药性的方法第五十页，讲稿共一百二十页哦青霉素分子青霉素分子诱导酶，耐药性内酰胺环与内酰胺环与噻唑环融合噻唑环融合第五十一页，讲稿共一百二十页哦对青霉素酶具有抑制作用的青霉素产品lclavulanic acid本身没有显著的抗菌活性，但它对青霉素酶来说，因此，将clavulanic acid与对青霉素酶敏感的

20、青霉素可以组合成新的青霉素制剂。现在这种类型的青霉素产品己经被广泛应用。第五十二页，讲稿共一百二十页哦lcefoxitincefoxitin，先先锋锋霉霉素素(或或称称为为头头抱抱菌菌素素）类类抗抗生生素素，其结构为其结构为:由链霉菌产生，稳定性好的原因主由链霉菌产生，稳定性好的原因主要是其分子中要是其分子中-内酰胺环上连接的内酰胺环上连接的噻唑侧链基团和甲氧基的空间位阻噻唑侧链基团和甲氧基的空间位阻作用，影响了与青霉素酶的结合。作用，影响了与青霉素酶的结合。对青霉素酶不敏感的青霉素新品种对青霉素酶不敏感的青霉素新品种第五十三页，讲稿共一百二十页哦可逆抑制（reversible inhibit

21、ion)reversible inhibition)reversible inhibition)reversible inhibition)v概念：抑制剂与酶蛋白以非共价键结合，具有可逆性，可用透析、过滤等方法将抑制剂除去。v结合部位：活性中心，非活性中心v结合方式：非共价键v分类：第五十四页，讲稿共一百二十页哦可逆抑制的分类抑制剂与底物是否竞争与酶的结合1.竞争性抑制(Competitive inhibition)2.非竞争性抑制(uncompetitive inhibition)3.反竞争性抑制(anticompetitive inhibition)第五十五页，讲稿共一百二十页哦1.竞争性

22、抑制(Competitive inhibition)概念：抑制剂的化学结构与底物相似，与底物竞争性的与酶的活性中心结合。第五十六页，讲稿共一百二十页哦第五十七页，讲稿共一百二十页哦概念：酶可以同时与底物及抑制剂结合，两者没有竞争作用。2.2.非竞争性抑制非竞争性抑制(noncompetitive inhibition）第五十八页，讲稿共一百二十页哦第五十九页，讲稿共一百二十页哦3.3.反竞争性抑制反竞争性抑制 (anticompetitive inhibition)(anticompetitive inhibition)概念：抑制剂能与酶与底物的复合物ES结合，不再分 解，从而降低形成产物的数

23、量。第六十页，讲稿共一百二十页哦第六十一页，讲稿共一百二十页哦Vmax减小，减小，Km不变不变第六十二页，讲稿共一百二十页哦磺胺类药物l显效结构对氨基苯磺酰胺l与对氨基苯甲酸产生竞争性拮抗节首 第六十三页，讲稿共一百二十页哦结构类似物结构类似物l对氨基苯磺酰胺l对氨基苯甲酸（PABA）节首 第六十四页，讲稿共一百二十页哦与与PABAPABA产生竞争性拮抗产生竞争性拮抗竞争酶表面返回 FH2 L-Glu+对氨基苯甲酸喋啶FH2 合成酶-FH4 FH2 还原酶安全：人体可从食物获取FH2，而微生物不能从外界环境获得，故磺胺类药物对人体无害。抗菌谱广：凡需自身合成FH2的微生物，均易受到磺胺药的抑制

24、。第六十五页，讲稿共一百二十页哦6.6 酶活力的测定酶活力的测定概念：酶活力、比活力、酶活力单位掌握：测定酶活力时需要注意的问题第六十六页，讲稿共一百二十页哦酶活力及其测定酶活力（activity):酶催化一定化学反应 的能力酶活力测定中需要注意的问题1、最适条件2、底物量3、反应初期测定，保持反应速度恒定第六十七页，讲稿共一百二十页哦酶的活力单位（enzyme unit)定义：标准条件下，1min内催化1微摩尔底物转化为产物的酶量定义为一个酶活力单位。实质：酶所催化反应的初始速度单位：mol/min 返回第六十八页，讲稿共一百二十页哦酶的比活力（specific activity)定义：每毫

25、克酶蛋白所含的酶活力单位数单位：u/mg pr实质：表示酶纯度第六十九页，讲稿共一百二十页哦5.7 核酸酶和抗体酶核酸酶和抗体酶核酶（Ribozyme）抗体酶(abzymes)第七十页，讲稿共一百二十页哦核酶 返回核酶的发现核酶的发现核酶的催化性质核酶的催化性质核酶的研究中的两个问题核酶的研究中的两个问题第七十一页，讲稿共一百二十页哦核酶的发现核酶的发现AltmanAltman发发现现RNase-P的的蛋蛋白白部部分分不不具具催催化化功功能能，而而RNA部部分分在在有有足足够够浓浓度度Mg2+离离子子存在下，能起存在下，能起核酸水解酶核酸水解酶的作用。的作用。CechCech发发现现RNARN

26、A原原生生动动物物四四膜膜虫虫的的Pre-rRNA是一种具有自催化性能的核酶。是一种具有自催化性能的核酶。证明了核酸既是信息分子，又是功能分子证明了核酸既是信息分子，又是功能分子 节首 退回核酶结构图第七十二页，讲稿共一百二十页哦催化过程图 退回转酯作用转酯作用第七十三页，讲稿共一百二十页哦核酶的催化性质RNARNA作用于作用于RNARNA核酸酶催化的反应主要包括核酸酶催化的反应主要包括:水解反应水解反应(RNA(RNA限制性内限制性内切酶活性切酶活性)，连接反应，连接反应(聚合酶活性聚合酶活性)和转核苷酰反应和转核苷酰反应等。等。最近核酸酶的其他作用底物也已被发现，如多糖、最近核酸酶的其他作

27、用底物也已被发现，如多糖、DNADNA以及氨基酸酯等。以及氨基酸酯等。返回 退回第七十四页，讲稿共一百二十页哦核酶的研究中的两个问题核酶的研究中的两个问题核酶催化效率太低由于核酶本身是RNA，很容易被核酸水解酶(RNase)所破坏因此，要将核酶应用于体内阻断基因表达或作为抗病毒的临床药物，还要做大量的研究工作。退回 节首第七十五页，讲稿共一百二十页哦抗体酶(abzymes)本质是本质是免疫球蛋白免疫球蛋白(immunologlobulins)人人工工的的方方法法使使其其获获得得了了酶酶的的属属性性，所所以以又又称称为为催化性抗体催化性抗体(catalytic antibody)。内容介绍内容介

28、绍 返回第七十六页，讲稿共一百二十页哦抗体酶(abzymes)内容介绍 节首 返回抗体酶的理论基础抗体酶的理论基础抗体酶的制备抗体酶的制备抗体酶的发展前景抗体酶的发展前景第七十七页，讲稿共一百二十页哦抗体酶的理论基础抗体酶的理论基础 退回酶与底物形成过渡态理论酶与底物形成过渡态理论抗体蛋白的特性抗体蛋白的特性 节首第七十八页，讲稿共一百二十页哦抗体蛋白的特性抗体蛋白的特性酶与抗体这两种蛋白质之间尽管功能不同，但它们与各自的配基(酶-底物、抗体-抗原)的结合特性，如结合方式、动力学过程等都非常相似。从20世纪60年代起，有人开始了对抗体进行修饰，并使其获得酶的属性的研究。退回 节首第七十九页，讲

29、稿共一百二十页哦酶与底物形成过渡态理论酶与底物形成过渡态理论酶活性中心的活性基团与底物相互作用酶活性中心的活性基团与底物相互作用形成形成稳定的过渡状态稳定的过渡状态，大大降低了反应，大大降低了反应的活化能。的活化能。构建一个对某种过渡状态具有构建一个对某种过渡状态具有最佳缔合最佳缔合状态的抗体状态的抗体，就有可能观察到抗体催化，就有可能观察到抗体催化相应底物发生化学反应的效果。相应底物发生化学反应的效果。退回 节首第八十页，讲稿共一百二十页哦抗体酶的制备专一性催化某种碳酸酯和羧酸酯水解的抗体酶的制备方法主要包括以下几个过程：过渡态类似物过渡态类似物(半抗原半抗原)的构建的构建抗原的制备抗原的制

30、备应用单克隆抗体筛选技术制备抗体酶应用单克隆抗体筛选技术制备抗体酶 退回 节首第八十一页，讲稿共一百二十页哦过渡态类似物过渡态类似物(半抗原半抗原)的构建的构建 由由于于准准确确的的过过渡渡状状态态很很难难确确定定或或难难以以合合成成，因因此此，制制备备抗抗体体酶酶时时用用的的半半抗抗原原（haptens)是是一一个个结结构构比比较较稳稳定定、在在价价键键取取向向、电电荷荷分分布布等等都都与与过过渡渡态态相相似似的的类似物类似物(transition state analog)。退回 节首第八十二页，讲稿共一百二十页哦抗原的制备抗原的制备 将人工设计并构建的过渡态类似物将人工设计并构建的过渡态

31、类似物(半抗半抗原原)，用化学方法经间隔基与载体蛋白相连，用化学方法经间隔基与载体蛋白相连，即形成一个抗原即形成一个抗原(antigen)。退回 节首第八十三页，讲稿共一百二十页哦应用单克隆抗体筛选技术制备抗体酶应用单克隆抗体筛选技术制备抗体酶人们无法从血清中得到人们无法从血清中得到单一的抗体单一的抗体动动物物脾脾脏脏中中的的淋淋巴巴细细胞胞B(lymphocyte B)的的细细胞胞，它它能能产产生生并并分分泌泌出出唯唯一一的的一一种抗体。种抗体。1975年年 单单 克克 隆隆 抗抗 体体（monoclonal antibodies）技术）技术发明发明 退回 节首第八十四页，讲稿共一百二十页哦

32、单克隆抗体单克隆抗体（monoclonal antibodies）技术）技术 单克隆抗体技术的关键是将分离纯化的骨髓瘤细胞（myeloma cell）在培养条件下与淋巴细胞B融合生成一种特殊的杂交瘤细胞（hybridoma cell）。这种杂交瘤细胞能够产生单一的抗体，又能在细胞培养条件下快速繁殖，因而可以大量制备单一抗体。退回第八十五页，讲稿共一百二十页哦抗体酶的发展前景用于研究酶的作用机制在抗体酶研究过程中，可以直接观察到过渡态理论对抗体酶设计所起的重要作用。用于实现酶促反应的有机合成 退回 返回第八十六页，讲稿共一百二十页哦5.8 寡聚酶、同工酶和固定化酶寡聚酶、同工酶和固定化酶寡聚酶寡

33、聚酶同工酶同工酶固定化酶固定化酶第八十七页，讲稿共一百二十页哦寡聚酶 由两个或两个以上，乃至多达数十个亚基组成的酶称为寡聚酶。其分子量从35000到几百万，可分为几种不同的类型：1）含相同亚基的寡聚酶2）含不同亚基的寡聚酶 节首第八十八页，讲稿共一百二十页哦含相同亚基的寡聚酶目前，带倾向性的认为单体酶（仅含一条肽链，如一些蛋白水解酶、核糖核酸酶等）比较少见，而更普遍的是以寡聚酶的形式存在。例如，在糖酵解（糖的无氧分解代谢）中的许多酶都是寡聚酶，各有不同数目的亚基，见表56。退回 节首第八十九页，讲稿共一百二十页哦含不同亚基的寡聚酶双功能寡聚酶双功能寡聚酶含有专一性的、非酶蛋白亚基的寡聚酶含有专

34、一性的、非酶蛋白亚基的寡聚酶具有底物载体亚基的寡聚酶具有底物载体亚基的寡聚酶 退回第九十页，讲稿共一百二十页哦双功能寡聚酶有的寡聚酶所含的亚基结构不同，每种亚有的寡聚酶所含的亚基结构不同，每种亚基表现不同的功能，因而基表现不同的功能，因而整个酶分子催化整个酶分子催化两个相关的反应两个相关的反应，这种寡聚酶称为，这种寡聚酶称为双功能双功能寡聚酶寡聚酶。示例示例 退回 节首第九十一页，讲稿共一百二十页哦大肠杆菌的色氨酸合成酶大肠杆菌的色氨酸合成酶含A和B两种蛋白质蛋白质A含有一个亚基，蛋白质B含有两个亚基。这两种蛋白质各自催化一个化学反应。退回 节首第九十二页，讲稿共一百二十页哦大肠杆菌色氨酸合成

35、酶催化的化大肠杆菌色氨酸合成酶催化的化学反应学反应 吲哚甘油磷酸 吲哚 3磷酸甘油醛吲哚 L-丝氨酸 L-色氨酸当两个A蛋白与一个B蛋白结合形成、聚合体时，就构成了完整的色氨酸合成酶（以表示）。它能将上述两个反应偶联而催化总反应：吲哚甘油磷酸L-丝氨酸L-色氨酸3-磷酸甘油醛 退回 节首第九十三页，讲稿共一百二十页哦含有专一性的、非酶蛋白亚基的寡聚酶 这种寡聚酶含有两种亚基，一种有催化作用，另一种没有催化作用。后者为非酶蛋白，它能决定酶促反应的专一性。示例 退回 节首第九十四页，讲稿共一百二十页哦哺乳动物中的乳糖合成酶催化乳糖的合成反应UDP-半乳糖 葡萄糖 乳糖 UDP 此酶含有A及B两种蛋

36、白质亚基，A具有催化活性，B为非酶蛋白。A蛋白单独存在时可催化下列反应：UDP-半乳糖N-乙酰葡萄糖胺 N-乙酰乳糖胺UDP但是B存在时才能催化乳糖生成的反应，可见A的专一性由B决定。退回 节首第九十五页，讲稿共一百二十页哦蛋白质A与蛋白质BB B蛋蛋白白就就是是-乳乳清清蛋蛋白白，是是一一个个特特殊殊的的非非酶酶蛋蛋白白质质。在在A A所所催催化化的的上上述述反反应应中中加加入入B B后后，B B与与A A联联结结，这这时时UDP-UDP-半半乳乳糖糖与与N-N-乙乙酰酰葡葡萄萄糖糖胺胺的的反反应应受受到到抑抑制制，而而与与葡葡萄萄糖糖的的反应则加强。反应则加强。蛋蛋白白质质A A广广泛泛地

37、地存存在在于于动动物物的的各各种种组组织织中中，而而蛋蛋白白质质B B仅仅存存在在于于乳乳腺腺之之中中，所所以以只只有有在在乳腺中才能合成乳糖乳腺中才能合成乳糖 退回 节首第九十六页，讲稿共一百二十页哦具有底物载体亚基的寡聚酶 在某些寡聚酶中，亚基作为底物载体而在某些寡聚酶中，亚基作为底物载体而起作用。这种寡聚酶可以看作是由具有起作用。这种寡聚酶可以看作是由具有酶酶活性的蛋白部分活性的蛋白部分和作为和作为底物载体的蛋白部底物载体的蛋白部分分组成组成。示例示例 退回 节首第九十七页，讲稿共一百二十页哦大肠杆菌的乙酰辅酶A羧化酶三个蛋白质部分组成：两个具有催化活性的蛋白生物素羧化酶及转酰基酶一个具

38、有专一性的生物素羧基载体蛋白亚基（BCCP）。这三个部分联结起来催化的反应分两步进行：专一性地运载底物CO2 退回 节首第九十八页，讲稿共一百二十页哦三个部分联结起来催化的反应BCCP CO2 ATP CO2BCCP ADP PiCO2BCCP RH BCCP RCOOH 退回 节首第九十九页，讲稿共一百二十页哦同工酶它指来自单一且均一的，或甚至全然不同的生物来源的两种或两种以上的酶群或酶型。它们的结构、性质不同，但却能催化相同的反应。用凝胶电泳凝胶电泳技术可从细技术可从细胞抽提液中胞抽提液中分离某些酶分离某些酶的同工酶的同工酶乳酸脱氢酶 节首第一百页，讲稿共一百二十页哦乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶是

39、乳酸脱氢酶是四聚体四聚体：LDHLDH1 1LDHLDH6 6在多数组织中在多数组织中 由两个遗传位点所决定的两类亚基，即肌肉由两个遗传位点所决定的两类亚基，即肌肉型亚基（型亚基（A A或或M M）和心脏型亚基（）和心脏型亚基（B B或或H H）组成）组成在精囊和精子中在精囊和精子中 第三个遗传位点决定的第三个遗传位点决定的C C亚基组成亚基组成 节首第一百零一页，讲稿共一百二十页哦乳酸脱氢酶每种组织每种组织LDHLDH同工酶谱具有特定的相对百同工酶谱具有特定的相对百分率，若某一组织发生病变，必将释放分率，若某一组织发生病变，必将释放其中其中LDHLDH同工酶到血液中，导致血清酶谱同工酶到血液

40、中，导致血清酶谱的变化，这些变化常常是一的变化，这些变化常常是一特定疾病特定疾病或或该疾病特定阶段的特征。该疾病特定阶段的特征。退回 节首第一百零二页，讲稿共一百二十页哦血清LDH同工酶酶谱的变化规律心脏疾病 LDH1及LDH2上升，LDH3及 LDH4下降。急性肝炎 LDH5明显升高，随病情好转 而逐渐恢复正常。慢性肝炎 一般处于正常范围，部分病例可见LDH5有所升高。肝硬变 LDH5,LDH1和LDH3均升高。节首第一百零三页，讲稿共一百二十页哦血清LDH同工酶酶谱的变化规律原发性肝癌 LDH3,LDH4,LDH5均上升，但LDH5LDH4转移性肝癌 LDH3,LDH4,LDH5均上升，但

41、LDH4LDH5 退回 节首第一百零四页，讲稿共一百二十页哦固定化酶（不溶酶）是由是由物理化学的方法连接物理化学的方法连接到水不溶支持物，如琼脂糖、到水不溶支持物，如琼脂糖、聚丙烯酰胺上而聚丙烯酰胺上而不破坏活性不破坏活性的酶。的酶。优点 节首第一百零五页，讲稿共一百二十页哦固定化酶的优点保持着酶的保持着酶的高度专一性高度专一性及及高催化效率高催化效率还还有类似于离子交换树脂的优点：有类似于离子交换树脂的优点：有一定的机械强度有一定的机械强度可以充分洗涤，不带进杂质可以充分洗涤，不带进杂质分离方便，可反复使用分离方便，可反复使用稳定性稳定性大为提高，可较长期使用或贮藏大为提高，可较长期使用或贮

42、藏 退回 节首第一百零六页，讲稿共一百二十页哦5.9 酶的应用酶的应用蛋白酶蛋白酶淀粉酶淀粉酶酯酶酯酶纤维素酶纤维素酶第一百零七页，讲稿共一百二十页哦一、蛋白酶蛋白酶的相关知识蛋白酶的相关知识蛋白酶的应用蛋白酶的应用 节首第一百零八页，讲稿共一百二十页哦蛋白酶的相关知识选择性攻击含氮化合物，特别是蛋白质的酶，属肽类水解酶。凡能水解蛋白质的酶，在刚合成时都没有活性，被称为酶原。酶原通过自催化或金属离子进行活化。分类 退回 节首第一百零九页，讲稿共一百二十页哦蛋白酶的分类按酶来源按酶来源动物蛋白酶动物蛋白酶植物蛋白酶植物蛋白酶微生物蛋白酶微生物蛋白酶按蛋白酶作用的最适按蛋白酶作用的最适pHpH酸性

43、蛋白酶酸性蛋白酶中性蛋白酶中性蛋白酶碱性蛋白酶碱性蛋白酶 退回 节首第一百一十页，讲稿共一百二十页哦蛋白酶的应用酶水解了毛根部的毛囊蛋白而使毛松动脱落。蛋白酶分解皮纤维间质中的可溶性蛋白质，使皮纤维进一步松散软化。加速蛋白质的分解染色温度降低消炎剂、助消化剂等皮革脱毛与软化皮革脱毛与软化加酶洗涤剂加酶洗涤剂生丝脱胶与羊毛染生丝脱胶与羊毛染酶法治疗酶法治疗食品工业食品工业 退回第一百一十一页，讲稿共一百二十页哦二、淀粉酶根据水解淀粉方式的不同，主要的淀粉酶可分为四大类：-淀粉淀粉-淀粉酶淀粉酶异淀粉酶异淀粉酶葡萄糖淀粉酶葡萄糖淀粉酶 节首第一百一十二页，讲稿共一百二十页哦-淀粉酶（液化酶）淀粉酶

44、（液化酶）能能迅迅速速切切开开1,41,4糖糖苷苷键键但但不不能能切切开开支支链链淀淀粉粉分分支支点点的的1 1，6 6糖糖苷苷键键及及其其附附近近的的-1-1，4 4糖苷键糖苷键水水解解产产物物中中残残留留具具有有1,61,6键键的的极极限限糊糊精精和和含含多多个个葡葡萄萄糖糖残残基基的的带带1 1，6 6键键的的低低聚糖聚糖淀淀粉粉酶酶主主要要用用于于淀淀粉粉糊糊化化(如如在在葡葡萄萄糖糖、酒精生产中酒精生产中)和和织物退浆织物退浆等等 退回 节首第一百一十三页，讲稿共一百二十页哦-淀粉酶淀粉酶可可从从淀淀粉粉的的l l，4 4糖糖苷苷键键的的非非还还原原性性末末端端顺顺次次切切下下麦麦芽

45、芽糖糖单单位位，遇遇到到1,61,6糖苷键的分支点糖苷键的分支点，则停止不前。，则停止不前。直直链链部部分分则则生生成成麦麦芽芽糖糖，而而分分支支点点附附近近及及内内侧侧因因不不能能被被分分解解而而残残留留下下来来，其其分分解产物解产物为麦芽糖及大分子为麦芽糖及大分子极限糊精。极限糊精。-淀粉酶主要用于淀粉酶主要用于麦芽糖生产麦芽糖生产 退回 节首第一百一十四页，讲稿共一百二十页哦葡萄糖淀粉酶葡萄糖淀粉酶(糖化酶糖化酶)葡萄糖淀粉酶的底物专一性很低，既能切开1,4糖苷键，又能切开分支的-1，6糖苷键，几乎100%转变成葡萄糖广泛应用于酿酒、制糖等工业，是重要的酶制剂 退回 节首第一百一十五页，

46、讲稿共一百二十页哦异淀粉酶异淀粉酶 专一性切开专一性切开支链淀粉和糖原等分支点的支链淀粉和糖原等分支点的-l l，6 6糖苷键糖苷键，剪下整个侧支，形成长短不，剪下整个侧支，形成长短不一的直链淀粉。一的直链淀粉。将该酶与其它淀粉酶将该酶与其它淀粉酶配合使用配合使用时，可使淀时，可使淀粉粉糖化完全糖化完全。退回 节首第一百一十六页，讲稿共一百二十页哦三、酯酶 作用作用催化酯键的断裂或合成反应催化酯键的断裂或合成反应最常见的酯酶是最常见的酯酶是脂肪酶脂肪酶 节首第一百一十七页，讲稿共一百二十页哦脂肪酶脂肪酶将脂肪将脂肪水解水解成脂肪酸和甘油成脂肪酸和甘油在非水或低水介质中在非水或低水介质中催化脂肪

47、的合成催化脂肪的合成生理功能生理功能外外源源脂脂肪肪同同化化是是需需经经起起消消化化作作用用的的脂脂肪肪酶酶分分解解后才能透过细胞膜后才能透过细胞膜有机有机体内脂肪体内脂肪的储存和动用的储存和动用食品工业的应用食品工业的应用 退回 节首第一百一十八页，讲稿共一百二十页哦四、纤维素酶纤维素酶是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称，它不是单种酶，而是起协同作用的多组分酶系。农副产品中纤维素资源极其丰富对利用纤维素酶分解纤维素，使之转化为人类需要的物质，利用纤维素酶的催化反应代替高温高压的化学反应，节粮代粮，降低成本和革新工艺的研究意义重大 节首第一百一十九页，讲稿共一百二十页哦感谢大家观看第一百二十页，讲稿共一百二十页哦