獸醫(yī)專業(yè)知識(shí)-生化-酶ppt課件

1、第二單元第二單元 酶酶酶的概念與特性酶的概念與特性 酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化功能的蛋白質(zhì)，又稱生物催化劑。酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化功能的蛋白質(zhì)，又稱生物催化劑。1982年，年，Cech和和Altman發(fā)現(xiàn)某些發(fā)現(xiàn)某些RNA也具有自我催化作用，于是提出了核也具有自我催化作用，于是提出了核酶的概念酶的概念 酶分為六大類酶分為六大類 氧化還原酶類；轉(zhuǎn)移酶類；水解酶類；裂解酶類；異構(gòu)酶類和合成氧化還原酶類；轉(zhuǎn)移酶類；水解酶類；裂解酶類；異構(gòu)酶類和合成酶類酶類酶的特點(diǎn)：酶的特點(diǎn)： 極高的催化效率極高的催化效率 高度的專一性或特異性高度的專一性或特異性(絕對、相對和立體異構(gòu)）。絕對、相對和立體異構(gòu)）。 酶

2、的活性具有可調(diào)節(jié)性酶的活性具有可調(diào)節(jié)性 酶還具有不穩(wěn)定性。酶還具有不穩(wěn)定性。酶的活性及其測定酶的活性及其測定n酶的催化活性是指酶催化化學(xué)反應(yīng)的能力，可用在一定的酶的催化活性是指酶催化化學(xué)反應(yīng)的能力，可用在一定的條件下酶催化某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度來衡量。條件下酶催化某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度來衡量。n酶活性的大小用酶活力單位來表示。酶活性的大小用酶活力單位來表示。n 酶活力單位：指在特定的條件下，酶促反應(yīng)在單位時(shí)酶活力單位：指在特定的條件下，酶促反應(yīng)在單位時(shí)間內(nèi)生成一定量的產(chǎn)物或消耗一定量的底物所需的酶量。間內(nèi)生成一定量的產(chǎn)物或消耗一定量的底物所需的酶量。n每克酶制劑或每毫升酶制劑所含有活力單位數(shù)稱

3、為酶的比每克酶制劑或每毫升酶制劑所含有活力單位數(shù)稱為酶的比活性。對同一種酶來說，酶的比活力越高，純度越高?；钚浴ν环N酶來說，酶的比活力越高，純度越高。 酶的化學(xué)組成酶的化學(xué)組成n單純酶：基本組成僅是蛋白質(zhì)的酶。如蛋白酶、淀粉單純酶：基本組成僅是蛋白質(zhì)的酶。如蛋白酶、淀粉酶、酯酶、核糖核酸酶等消化酶。酶、酯酶、核糖核酸酶等消化酶。n結(jié)合酶：基本成分除蛋白質(zhì)以外，還含有對熱穩(wěn)定的結(jié)合酶：基本成分除蛋白質(zhì)以外，還含有對熱穩(wěn)定的非蛋白質(zhì)的有機(jī)小分子以及金屬離子非蛋白質(zhì)的有機(jī)小分子以及金屬離子n蛋白質(zhì)部分稱為酶蛋白；有機(jī)小分子和金屬離子稱為蛋白質(zhì)部分稱為酶蛋白；有機(jī)小分子和金屬離子稱為輔助因子輔助因

4、子n 酶蛋白酶蛋白+ +輔助因子輔助因子= =全酶全酶n 酶蛋白決定反應(yīng)的專一性，輔因子決定反應(yīng)的性酶蛋白決定反應(yīng)的專一性，輔因子決定反應(yīng)的性質(zhì)質(zhì)輔酶與輔基輔酶與輔基 n輔酶與酶蛋白結(jié)合疏松，可以用透析或超濾方法除去，重輔酶與酶蛋白結(jié)合疏松，可以用透析或超濾方法除去，重要的輔酶有要的輔酶有NAD、NADP和和CoA等；等；n輔基與酶蛋白結(jié)合緊密，不易用透析或超濾方法除去，重輔基與酶蛋白結(jié)合緊密，不易用透析或超濾方法除去，重要的輔基有要的輔基有FAD，F(xiàn)MN，生物素等。，生物素等。 n常見在酶分子中含有的金屬離子有常見在酶分子中含有的金屬離子有K+、Na+、Mg2+、Cu2+、Zn2+和和Fe2

5、+等。它們或者是酶活性中心的組成部等。它們或者是酶活性中心的組成部分；或者是連接底物和酶分子的橋梁；或者是穩(wěn)定酶蛋白分；或者是連接底物和酶分子的橋梁；或者是穩(wěn)定酶蛋白分子構(gòu)象所必需的。分子構(gòu)象所必需的。酶的分子結(jié)構(gòu)酶的分子結(jié)構(gòu)根據(jù)酶蛋白分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，可將其分為三類：根據(jù)酶蛋白分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，可將其分為三類：單體酶：只有一條多肽鏈組成，這類酶為數(shù)不多，一般多屬于水解酶，單體酶：只有一條多肽鏈組成，這類酶為數(shù)不多，一般多屬于水解酶，如胃蛋白酶、胰蛋白酶等。如胃蛋白酶、胰蛋白酶等。寡聚酶：由幾個(gè)至幾十個(gè)亞基組成。亞基可以相同，也可以不同，亞基寡聚酶：由幾個(gè)至幾十個(gè)亞基組成。亞基可以相同，也可以不同

6、，亞基之間為非共價(jià)結(jié)合，如乳酸脫氫酶之間為非共價(jià)結(jié)合，如乳酸脫氫酶多酶復(fù)合體：多酶復(fù)合體是由多個(gè)功能上相關(guān)的酶彼此嵌合而形成的復(fù)多酶復(fù)合體：多酶復(fù)合體是由多個(gè)功能上相關(guān)的酶彼此嵌合而形成的復(fù)合體，如丙酮酸脫氫酶系、脂肪酸合成酶系等。它可以催化某個(gè)階段合體，如丙酮酸脫氫酶系、脂肪酸合成酶系等。它可以催化某個(gè)階段的代謝反應(yīng)更加高效、定向和有序地進(jìn)行。的代謝反應(yīng)更加高效、定向和有序地進(jìn)行。酶的活性部位酶的活性部位n與酶活性密切相關(guān)的基團(tuán)稱為酶的必需基團(tuán)。與底物相結(jié)合并催化底與酶活性密切相關(guān)的基團(tuán)稱為酶的必需基團(tuán)。與底物相結(jié)合并催化底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所構(gòu)成的微區(qū)稱為酶的活性部位。物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所構(gòu)成的微區(qū)稱

7、為酶的活性部位。n酶原和酶原的激活酶原和酶原的激活n有些酶在細(xì)胞內(nèi)最初合成或分泌時(shí)是沒有催化活性的前體，稱之為無有些酶在細(xì)胞內(nèi)最初合成或分泌時(shí)是沒有催化活性的前體，稱之為無活性的酶原?；钚缘拿冈由無活性的酶原轉(zhuǎn)變成有活性的酶的過程稱為酶原的激活。如胃蛋白由無活性的酶原轉(zhuǎn)變成有活性的酶的過程稱為酶原的激活。如胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶等都是通過這種方式激活的酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶等都是通過這種方式激活的生理意義生理意義 避免細(xì)胞產(chǎn)生的蛋白酶對細(xì)胞進(jìn)行自身消化避免細(xì)胞產(chǎn)生的蛋白酶對細(xì)胞進(jìn)行自身消化影響酶促反應(yīng)速度的因素影響酶促反應(yīng)速度的因素n這些因素有：這些因素有： 溫度、酸堿性、底

8、物濃度、溫度、酸堿性、底物濃度、酶濃度、激活劑和抑制劑酶濃度、激活劑和抑制劑底物濃度的影響底物濃度的影響n在其他因素，如酶濃度、在其他因素，如酶濃度、pH、溫度等不變的情況下，底物濃度的、溫度等不變的情況下，底物濃度的變化與酶促反應(yīng)速度之間呈矩形雙曲線關(guān)系，稱米氏曲線。其數(shù)變化與酶促反應(yīng)速度之間呈矩形雙曲線關(guān)系，稱米氏曲線。其數(shù)學(xué)關(guān)系式為米氏方程：學(xué)關(guān)系式為米氏方程：n maxSSmVvKnKm為米氏常數(shù)。當(dāng)反應(yīng)速度為最大反應(yīng)速度一半時(shí)，所對為米氏常數(shù)。當(dāng)反應(yīng)速度為最大反應(yīng)速度一半時(shí)，所對應(yīng)的底物濃度即是應(yīng)的底物濃度即是Km，單位是濃度。，單位是濃度。Km是酶的特征性常數(shù)是酶的特征性常數(shù)之一之

9、一 nKm值的大小，近似地表示酶和底物的親和力值的大小，近似地表示酶和底物的親和力, Km值大值大, 意味意味著酶和底物的親和力小，反之則大。著酶和底物的親和力小，反之則大。 抑制劑的影響抑制劑的影響 凡能使酶的催化活性削弱或喪失的物質(zhì)，通稱為抑制劑。抑制劑凡能使酶的催化活性削弱或喪失的物質(zhì)，通稱為抑制劑。抑制劑對酶的作用有不可逆的和可逆的之分對酶的作用有不可逆的和可逆的之分不可逆抑制不可逆抑制 不可逆抑制劑通常以共價(jià)鍵方式與酶的必需基團(tuán)進(jìn)行結(jié)合，一不可逆抑制劑通常以共價(jià)鍵方式與酶的必需基團(tuán)進(jìn)行結(jié)合，一經(jīng)結(jié)合就很難自發(fā)解離，不能用透析或超濾等物理方法解除抑制。例經(jīng)結(jié)合就很難自發(fā)解離，不能用透析

10、或超濾等物理方法解除抑制。例如，有機(jī)磷殺蟲劑如，有機(jī)磷殺蟲劑 PXROROO+E-OHPOROROOEHXPOROROOE+NCH3CHNOHE-OHNCH3CHNO+POOROR+有機(jī)磷化合物羥基酶磷?；?失活)解磷定磷酰化酶(失活)n可逆性抑制競爭性抑制作用和非競爭性抑制作用）可逆性抑制競爭性抑制作用和非競爭性抑制作用）n 競爭性抑制作用競爭性抑制作用: :抑制劑一般與酶的天然底物結(jié)構(gòu)相似，可與抑制劑一般與酶的天然底物結(jié)構(gòu)相似，可與底物競爭酶的活性中心，從而降低酶與底物的結(jié)合效率，抑制酶的活底物競爭酶的活性中心，從而降低酶與底物的結(jié)合效率，抑制酶的活性。磺胺類藥物是典型的例子性。磺胺類藥

11、物是典型的例子 H2NCOOHH2NSO2NHR酶活性的調(diào)節(jié)酶活性的調(diào)節(jié)n反饋?zhàn)饔梅答佔(zhàn)饔胣 由代謝途徑的終產(chǎn)物或中由代謝途徑的終產(chǎn)物或中間產(chǎn)物對催化途徑起始階段的反間產(chǎn)物對催化途徑起始階段的反應(yīng)或途徑分支點(diǎn)上反應(yīng)的關(guān)鍵酶應(yīng)或途徑分支點(diǎn)上反應(yīng)的關(guān)鍵酶進(jìn)行的調(diào)節(jié)激活或抑制），稱進(jìn)行的調(diào)節(jié)激活或抑制），稱為反饋控制。使酶活性增強(qiáng)，叫為反饋控制。使酶活性增強(qiáng)，叫正反饋，反之，叫負(fù)反饋正反饋，反之，叫負(fù)反饋n變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié) n 通過變構(gòu)劑可以與酶分子通過變構(gòu)劑可以與酶分子的調(diào)節(jié)部位進(jìn)行非共價(jià)可逆地結(jié)的調(diào)節(jié)部位進(jìn)行非共價(jià)可逆地結(jié)合合, 改變酶分子構(gòu)象，進(jìn)而改變改變酶分子構(gòu)象，進(jìn)而改變酶的活性。變構(gòu)酶具有酶的活性。變構(gòu)酶具有S形動(dòng)力形動(dòng)力學(xué)特征。學(xué)特征。n共價(jià)修飾調(diào)節(jié)共價(jià)修飾調(diào)節(jié) n 有些酶分子上的某些氨基酸有些酶分子上的某些氨基酸基團(tuán)基團(tuán),在另一組酶的催化下發(fā)在另一組酶的催化下發(fā)生可逆的共價(jià)修飾，從而引起生可逆的共價(jià)修飾，從而引起酶活性的改變。這種調(diào)節(jié)稱為酶活性的改變。這種調(diào)節(jié)稱為共價(jià)修飾調(diào)節(jié)。酶的共價(jià)修飾共價(jià)修飾調(diào)節(jié)。酶的共價(jià)修飾包括磷酸化包括磷酸化/脫磷酸，乙?；摿姿?，乙酰化/脫乙酰，甲基化脫乙酰，甲基化/脫甲基等。脫甲基等。n同工酶同工酶n 指催化相同的化學(xué)反應(yīng)，指催化相同的化學(xué)反應(yīng)，但酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)、理化性但酶蛋白