高中生物酶的分類與功能解讀

1、-作者xxxx-日期xxxx高中生物酶的分類與功能解讀【精品文檔】高中生物酶的分類與功能解讀1酶的概念和本質(zhì)酶是活細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機(jī)物。絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)種類的RNA也具有生物催化作用。2酶的合成及分布酶都是在細(xì)胞內(nèi)合成的。蛋白質(zhì)類酶是在細(xì)胞內(nèi)的核糖體上合成的，而具有催化作用的RNA是以DNA為模板轉(zhuǎn)錄而成的。對(duì)于病毒這類不具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物，其結(jié)構(gòu)內(nèi)一般不含有酶，也不能進(jìn)行獨(dú)立的新陳代謝作用。細(xì)胞是生物體進(jìn)行生命活動(dòng)的主要場(chǎng)所，生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)也主要發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)，所以大多數(shù)酶在細(xì)胞內(nèi)催化化學(xué)反應(yīng)，例如：解旋酶、RNA聚合酶、轉(zhuǎn)氨酶、固氮酶等；被分泌到細(xì)胞外的酶在細(xì)

2、胞外發(fā)揮催化作用。例如：人體消化道內(nèi)的唾液淀粉酶、胃蛋白酶、腸脂肪酶、胰麥芽糖酶、腸肽酶等。3酶的特性3.1 酶具有高效性酶催化反應(yīng)的反應(yīng)速度比非催化反應(yīng)高1081020倍，比其他催化反應(yīng)高1071013倍。例如：過氧化氫酶和Fe3+相比，過氧化氫酶的催化效率要高許多。3.2 酶具有專一性一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學(xué)反應(yīng)，這就是酶作用的專一性。通常把酶作用的物質(zhì)稱為該酶的底物。所以也可以說一種酶只作用于一種或一類底物。例如：淀粉酶只能催化淀粉的水解，對(duì)蔗糖則不起作用。二肽酶可以水解由任何兩種氨基酸組成的二肽。3.3 酶的作用條件較溫和一般的催化劑在一定的條件下會(huì)因中毒而失去催化能

3、力，而酶較其他催化劑更加脆弱，更易失去活性。凡使蛋白質(zhì)變性的因素，如高溫、低溫以及過酸和過堿，都能使酶破壞而完全失去活性。所以，酶作用一般都要求比較溫和的條件，如常溫、常壓、接近中性的酸堿度等。4酶的分類酶的種類很多，現(xiàn)巳鑒定出3000種以上的酶，其中不少已得到酶的結(jié)晶。人們相繼弄清了多種酶的結(jié)構(gòu)及作用機(jī)理。隨著酶學(xué)理論研究的不斷深入，必將對(duì)生命的探索作出更大的貢獻(xiàn)。一. 酶的分類 分類（依據(jù)功能）主要的酶與DNA復(fù)制有關(guān)的酶解旋酶、DNA聚合酶與DNA轉(zhuǎn)錄有關(guān)的酶解旋酶、RNA聚合酶與蛋白質(zhì)翻譯有關(guān)的酶蛋白質(zhì)合成酶與逆轉(zhuǎn)錄有關(guān)的酶逆轉(zhuǎn)錄酶、DNA聚合酶與基因工程有關(guān)的酶限制性核酸內(nèi)

4、切酶、DNA連接酶植物細(xì)胞工程有關(guān)的酶纖維素酶、果膠酶動(dòng)物細(xì)胞工程有關(guān)的酶胰蛋白酶、膠原蛋白酶物質(zhì)代謝酶消化酶（存在于消化管內(nèi)）：淀粉酶（唾液、胰液）、麥芽糖酶（胰液、小腸液）、脂肪酶（胰液）、蛋白酶（胃液、胰液）、肽酶（腸液）水解酶類：脂肪酶、蛋白酶、肽酶、轉(zhuǎn)氨酶呼吸酶（有氧及無氧呼吸酶）光合作用酶ATP合成酶及ATP水解酶微生物代謝酶類組成酶類：只受遺傳物質(zhì)控制誘導(dǎo)酶類：受遺傳物質(zhì)控制的同時(shí)，還受環(huán)境的影響酶作用的底物酶的種類糖類多糖淀粉酶（淀粉酶、唾液淀粉酶、腸淀粉酶、胰淀粉酶）、纖維素酶、果膠酶二糖腸麥芽糖酶、胰麥芽糖酶、蔗糖酶、半乳糖苷酶單糖半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶、與單糖氧化有關(guān)的酶脂類脂肪

5、腸脂肪酶、胰脂肪酶磷脂磷脂酶蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)胃蛋白酶、胰蛋白酶肽腸肽酶、二肽酶氨基酸轉(zhuǎn)氨酶（谷丙轉(zhuǎn)酶）、谷氨酸脫氫酶、天氡氨酸激酶、苯丙氨酸羥化酶、高絲氨酸脫氫酶核酸DNA解旋酶、DNA聚合酶、逆轉(zhuǎn)錄酶、限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶、DNA酶RNARNA聚合酶其他尿素、水脲酶ATPATP合成酶、ATP水解酶CO2、C5RuBP羧化酶CO2、C3PEP羧化酶H2O2過氧化氫酶N2、H2固氮酶二. 各種水解酶 三. 主要酶的功能概述 1解旋酶：作用于氫鍵，是一類解開氫鍵的酶，由水解ATP來供給能量它們常常依賴于單鏈的存在，并能識(shí)別復(fù)制叉的單鏈結(jié)構(gòu)。在細(xì)菌中類似的解旋酶很多，都具有AT

6、P酶的活性。大部分的移動(dòng)方向是53，但也有35移到的情況，如n蛋白在174以正鏈為模板合成復(fù)制形的過程中，就是按35移動(dòng)。在DNA復(fù)制中起作用。 2DNA聚合酶：在DNA復(fù)制中起作用，是以一條單鏈DNA為模板，將單個(gè)脫氧核苷酸通過磷酸二酯鍵形成一條與模板鏈互補(bǔ)的DNA鏈，形成鏈與母鏈構(gòu)成一個(gè)DNA分子。 3DNA連接酶：其功能是在兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵。如果將經(jīng)過同一種內(nèi)切酶剪切而成的兩段DNA比喻為斷成兩截的梯子，那么，DNA連接酶可以把梯子的“扶手”的斷口處（注意：不是連接堿基對(duì)，堿基對(duì)可以依靠氫鍵連接），即兩條DNA黏性末端之間的縫隙“縫合”起來。據(jù)此，可在

7、基因工程中用以連接目的基因和運(yùn)載體。 與DNA聚合酶的不同在于：不在單個(gè)脫氧核苷酸與DNA片段之間形成磷酸二酯鍵，而是將DNA雙鏈上的兩個(gè)缺口同時(shí)連接起來，因此DNA連接酶不需要模板 4RNA聚合酶：又稱RNA復(fù)制酶、RNA合成酶，作用是以完整的雙鏈DNA為模板，邊解放邊轉(zhuǎn)錄形成mRNA，轉(zhuǎn)錄后DNA仍然保持雙鏈結(jié)構(gòu)。對(duì)真核生物而言，RNA聚合酶包括三種：RNA聚合酶I轉(zhuǎn)錄rRNA，RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄mRNA，RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄tRNA和其她小分子RNA。在RNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄中起作用。 限制酶作用于磷酸二酯鍵 DNA連接酶作用于磷酸二酯鍵 DNA聚合酶作用于磷酸二酯鍵 解旋酶作用

8、于氫鍵 5逆轉(zhuǎn)錄酶：為RNA指導(dǎo)的DNA聚合酶，催化以RNA為模板、以脫氧核糖核苷酸為原料合成DNA的過程。具有三種酶活性，即RNA指導(dǎo)的DNA聚合酶，RNA酶，DNA指導(dǎo)的DNA聚合酶。在分子生物學(xué)技術(shù)中，作為重要的工具酶被廣泛用于建立基因文庫(kù)、獲得目的基因等工作。在基因工程中起作用。 6限制性核酸內(nèi)切酶（簡(jiǎn)稱限制酶）：限制酶主要存在于微生物（細(xì)菌、霉菌等）中。一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并且能在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子。是特異性地切斷DNA鏈中磷酸二酯鍵的核酸酶（“分子手術(shù)刀”）。發(fā)現(xiàn)于原核生物體內(nèi)，現(xiàn)已分離出100多種，幾乎所有的原核生物都含有這種酶。是

9、重組DNA技術(shù)和基因診斷中重要的一類工具酶。例如，從大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)的一種限制酶只能識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間將這段序列切開。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了200多種限制酶，它們的切點(diǎn)各不相同。蘇云金芽孢桿菌中的抗蟲基因，就能被某種限制酶切割下來。在基因工程中起作用。7. DNA酶：脫氧核糖核酸酶廣泛存在于生物體內(nèi)，它在脫氧核糖核酸代謝中起著重要的作用。該酶作用于DNA分子中核糖上3-碳原子上的羥基與磷酸之間形成的二酯鍵，其降解產(chǎn)物為5-脫氧核苷酸。 8纖維素酶和果膠酶：植物細(xì)胞工程中植物體細(xì)胞雜交時(shí)，需事先用纖維素酶和果膠酶分解植物細(xì)胞的細(xì)胞壁，從而獲得有活力的原生質(zhì)體，然后誘導(dǎo)不同植物的

10、原生質(zhì)體融合。 9胰蛋白酶（膠原蛋白酶）：在動(dòng)物細(xì)胞工程的動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中，需要用胰蛋白酶將取自動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)物的器官和組織分散成單個(gè)的細(xì)胞，然后配制成細(xì)胞懸浮液進(jìn)行培養(yǎng)?；蛴糜诩?xì)胞傳代培養(yǎng)時(shí)將細(xì)胞從瓶壁上消化下來。10. 過氧化氫酶：廣泛存在于動(dòng)植物細(xì)胞及一些微生物中，主要作用是分解過氧化氫，防止過氧化氫積累而危害細(xì)胞。屬于裂解酶。11. 酪氨酸酶：存在于人體的皮膚、毛發(fā)等處的細(xì)胞中，能將酪氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏?。屬于異?gòu)酶。12. 溶菌酶：廣泛存在于動(dòng)植物，微生物及其分泌物中，因能溶解細(xì)菌細(xì)胞壁多糖上的糖苷鍵而得名。在醫(yī)藥上，它是個(gè)消炎酶，可使細(xì)菌失活，還可激活白細(xì)胞的吞噬功能，增強(qiáng)機(jī)

11、體抵抗力。（屬于人體第一或第二道防線）13淀粉酶：主要有唾液腺分泌的唾液淀粉酶、胰腺分泌的胰淀粉酶和腸腺分泌的腸淀粉酶，可催化淀粉水解成麥芽糖。14麥芽糖酶：主要有胰腺分泌的胰麥芽糖酶和腸腺分泌的腸麥芽糖酶，可催化麥芽糖水解成葡萄糖。 15脂肪酶：主要有胰腺分泌的胰脂肪酶和腸腺分泌的腸脂肪酶，可催化脂肪分解為脂肪酸和甘油。肝臟分泌的膽汁乳化脂肪形成脂肪微粒后，有利于脂肪分解。 16蛋白酶：主要有胃腺分泌的胃蛋白酶和胰腺分泌的胰蛋白酶，可催化蛋白質(zhì)水解成多肽鏈。作用結(jié)果是破壞肽鍵和蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)。 17肽酶：由腸腺分泌，可催化多肽鏈水解成氨基酸。 18轉(zhuǎn)氨酶：催化蛋白質(zhì)代謝過程中氨基轉(zhuǎn)換過程。如人體的谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT），能夠把谷氨酸上的氨基轉(zhuǎn)移給丙酮酸，從而形成丙氨酸和a酮戊二酸。 由于谷丙轉(zhuǎn)氨酶在肝臟中的含量最多，當(dāng)肝臟病變時(shí)谷丙轉(zhuǎn)氨酶就大量釋放到血液，因此臨床上常把化驗(yàn)人體血液中這種酶的含量作為診斷是否患肝炎等疾病的一項(xiàng)重要指標(biāo)。 19光合作用酶：是指與光合作用有關(guān)的一系列酶，主要存在于葉綠體中。 20呼吸氧化酶：與細(xì)胞呼吸有關(guān)的一系列酶，主要存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中。&