1、第二章酶 (Enzyme) 1.酶的概念酶 是一类由活性细胞产生的具有催化作用和高度专一性的特殊 蛋白质 。简单说,酶是一类由活性细胞产生的 生物催化剂 。一、酶的概念2.酶催化作用的特点(1) 酶和一般催化剂的 共性 :w 加快反应速度;w 不改变平衡常数;w 自身不参与反应。(2) 酶催化作用 特性 :w 条件温和 :常温、常压、 pH=7;w 高效率 :反应速度与不加催化剂相比可提高 108 1020,与加普通催化剂相比可提高 107 1013;w 专一性 :即酶只能对特定的一种或一类底物起作用,这种专一性是由酶蛋白的立体结构所决定的。可分为:绝对专一性:有些酶只作用于一种底物,催化一个
2、反应, 而不作用于任何其它物质。相对专一性:这类酶对结构相近的一类底物都有作用。包括键专一性和簇(基团)专一性。立体异构专一性:这类酶不能辨别底物不同的立体异构体,只对其中的某一种构型起作用,而不催化其他异构体。包括旋光异构专一性和几何异构专一性。w 易变敏感性 :易受各种因素的影响,在活细胞内受到精密严格的调节控制。二、酶的化学本质及结构功能特点1.发展史(1)酶是蛋白质 :1926年 ,James Summer由刀豆制出脲酶结晶确立酶是蛋白质的观念,其具有蛋白质的一切性质。(2)核酶的发现:1981 1982年, Thomas R.Cech实验发现有催化活性的天然 RNARibozyme。
3、L19 RNA和核糖核酸酶 P的 RNA组分具有酶活性是两个最著名的例子。1955年,发现 DNA的催化活性。(3)抗体酶( abzyme):1986年, Richard Lerrur和 Peter Schaltz运用单克隆抗体技术制备了具有酶活性的抗体( catalytic antibody)。酶单成份酶 :脲酶、蛋白酶、淀粉酶、核糖核酸酶等。双成份酶酶蛋白辅因子( 简单蛋白质 )(结合蛋白质)( apoenzyme)( cofacter)辅酶 (coenzyme)辅基 (prosthetic group)全酶 (holoenzyme) = 酶蛋白 + 辅因子2.酶的组成3.酶的辅因子p 酶
4、的辅因子是酶的对热稳定的非蛋白小分子物质部分,其主要作用是作为电子、原子或某些基团的载体参与反应并促进整个催化过程。(1)传递电子体: 如 卟啉铁 、 铁硫簇 ;(2)传递氢(递氢体): 如 FMN/FAD、 NAD/NADP、C0Q、 硫辛酸 ;(3)传递酰基体: 如 C0A、 TPP、 硫辛酸 ;(4)传递一碳基团: 如 四氢叶酸 ;(5)传递磷酸基: 如 ATP, GTP;(6)其它作用: 转氨基,如 VB6 ; 传递 CO2, 如 生物素 。p维生素和辅酶l 维生素是机体维持正常生命活动所 必不可少 的一类小分子有机物质。l 多数维生素维生素作为辅酶和辅基的组成成分,参与体内的物质代谢
5、。l 维生素一般习惯分为 脂溶性 和 水溶性 两大类。其中脂溶性维生素在体内可直接参与代谢的调节作用,而水溶性维生素是通过转变成辅酶对代谢起调节作用。l 某些小分子有机化合物与酶蛋白结合在一起并协同实施催化作用,这类分子被称为 辅酶(或辅基) 。l 辅酶是一类具有特殊化学结构和功能的化合物。参与的酶促反应主要为 氧化 -还原反应或基团转移反应 。l 大多数辅酶的 前体 主要是水溶性 B 族维生素。许多维生素的生理功能与辅酶的作用密切相关。u脂溶性维生素w 维生素 A,D,E,K均溶于脂类溶剂,不溶于水,在食物中通常与脂肪一起存在,吸收它们,需要脂肪和胆汁酸。u维生素 Aw 维生素 A分 A1, A2两种,是不饱和一元醇类。维生素 A1又称为视黄醇, A2称为脱氢视黄醇。w 主要功能:维持上皮组织健康及正常视觉,促进年幼动物的正常生长。u维生素 Dw 维生素 D是固醇类化合物,主要有 D2,D3, D4, D5。 其中D2,D3活性最高。w 维生素 D的结构w 在生物体内, D2和 D3本身不具有生物活性。它们在肝脏和肾脏中进行羟化后,形成 1, 25-二羟基维生素 D。 其中 1, 25-二羟基维生素 D3是生物活性最强的。w 主要功能:调节钙、磷代谢,维持血液中钙、磷浓度正常,促使骨骼正常发育。