1、酶學(xué)課程教學(xué)大綱課程名稱：酶學(xué)課程類型 :必修課總 學(xué) 時(shí)：45講課學(xué)時(shí)：45學(xué)分： 2.5適用對(duì)象 :生物技術(shù)專業(yè)先修課程：有機(jī)化學(xué)，生物化學(xué)一、課程性質(zhì)、目的和任務(wù)酶學(xué)是研究酶生物催化劑的一門理論性科學(xué)，是生物化學(xué)的分支學(xué)科。其主要闡述酶分子的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、功能、生物合成及其調(diào)節(jié)等方面的基本理論與基本知識(shí)。它在研究酶的性質(zhì)、作用機(jī)制的基礎(chǔ)上著重探討酶的催化功能問題，旨在對(duì)酶的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行詳細(xì)的分析。酶作為一種主要的工業(yè)催化劑，勢(shì)必對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展模式、發(fā)展形態(tài)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，酶學(xué)是酶工程的理論基礎(chǔ)，指導(dǎo)酶工程研究?jī)?nèi)容向分子水平的拓展，也勢(shì)必對(duì)基因工程等生命前沿學(xué)科的發(fā)展產(chǎn)生不可估量的

2、影響。二、教學(xué)基本要求通過本課程的教學(xué)，要使學(xué)生系統(tǒng)地掌握酶的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、功能、生物合成及調(diào)節(jié)等方面基本理論與知識(shí)，特別是酶的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系，酶的催化機(jī)制，酶催化動(dòng)力學(xué)等。三、教學(xué)內(nèi)容及要求教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求1、緒論酶的基本概念與發(fā)展歷史；了解酶的基本概念與發(fā)展歷史，生物催化酶的基礎(chǔ)內(nèi)容：酶催化作用特點(diǎn), 酶的分類與命分子的進(jìn)化與生命起源及生物催化劑概念名等；酶活定義問題，酶的活力測(cè)定方法；的認(rèn)識(shí)；熟悉酶催化作用特點(diǎn) , 酶的分類與酶蛋白的分離純化方法（層析、電泳等的應(yīng)用及命名等酶的基礎(chǔ)內(nèi)容，掌握酶蛋白的分離蛋白酶純化過程） ；純化方法（層析、電泳等的應(yīng)用及蛋白酶對(duì)酶及酶學(xué)發(fā)展的再認(rèn)識(shí)：生

3、物催化劑概念的認(rèn)純化過程）識(shí)；生物催化分子的進(jìn)化與生命起源；催化研究在生物技術(shù)中的體現(xiàn)：結(jié)構(gòu)、機(jī)制與調(diào)節(jié)。2、酶的結(jié)構(gòu)與功能酶的化學(xué)本質(zhì)與化學(xué)組成：蛋白酶的氨基酸類別及組成；核酸類酶的組成；了解酶的化學(xué)本質(zhì)與化學(xué)組成，酶的化學(xué)酶的化學(xué)結(jié)構(gòu)（一維結(jié)構(gòu)）與酶的空間結(jié)構(gòu)（多結(jié)構(gòu)（一維結(jié)構(gòu)）與酶的空間結(jié)構(gòu)（多維維結(jié)構(gòu)）的關(guān)系；結(jié)構(gòu)）的關(guān)系；熟悉酶的空間結(jié)構(gòu)特征，酶的活性中心特征與鑒定: 概念，活性中心一級(jí)酶的活性中心特征與鑒定；掌握認(rèn)識(shí)一、結(jié)構(gòu)與立體結(jié)構(gòu)；二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)與催化功能關(guān)系；輔因酶的結(jié)構(gòu)與催化功能的關(guān)系：一、二、三、四級(jí)子與催化功能關(guān)系；掌握酶的分子修飾方結(jié)構(gòu)與催化功能關(guān)系；輔因子與催化功

4、能關(guān)系；法學(xué)及對(duì)酶活性質(zhì)等的影響酶的分子修飾方法學(xué)及影響：氨基酸或核苷酸置換修飾；大分子修飾；側(cè)鏈分子典型基團(tuán)修飾；物理修飾；分子修飾過程描述及影響結(jié)果3、酶的催化反應(yīng)機(jī)制酶催化中作貢獻(xiàn)的主要因素；了解酶催化中作貢獻(xiàn)的主要因素，熟悉核酶催化機(jī)制主要內(nèi)容：趨向與定向效應(yīng), 構(gòu)象變酸類酶的催化機(jī)制（RNA 的自我剪接機(jī)化效應(yīng)；酸堿催化效應(yīng)（催化形式與催化基團(tuán)）；制 ,RNA 的自我剪切機(jī)制） ；酶作用機(jī)制的共價(jià)催化機(jī)制（親核催化與親電催化）；微環(huán)境研究方法與實(shí)驗(yàn)手段；掌握酶催化機(jī)制主對(duì)酶催化的效應(yīng)（微環(huán)境的形成原理及對(duì)酶催化要內(nèi)容，包括趨向與定向效應(yīng), 構(gòu)象變化效過程的影響）；應(yīng)；酸堿催化效應(yīng)（催

5、化形式與催化基團(tuán)） ；核酸類酶的催化機(jī)制：RNA的自我剪接機(jī)制 ,RNA共價(jià)催化機(jī)制 （親核催化與親電催化） ；微的自我剪切機(jī)制；環(huán)境對(duì)酶催化的效應(yīng)（微環(huán)境的形成原理酶作用機(jī)制的研究方法與實(shí)驗(yàn)手段：動(dòng)力學(xué)研及對(duì)酶催化過程的影響）究； X 射線晶體方法學(xué)；中間產(chǎn)物檢測(cè)手段；氨基酸側(cè)鏈修飾方法的應(yīng)用等4、酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)單底物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)：快速平衡假設(shè)與穩(wěn)態(tài)法對(duì)速度方程的推導(dǎo)；米氏方程的討論；酶促反應(yīng)分析中的作圖法 （ L-B 法及其它線性作圖法） ；米氏方程的積分及意義；酶促反應(yīng)穩(wěn)態(tài)前動(dòng)力學(xué)（快反了解單底物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)；抑制作用分類；應(yīng)技術(shù)、停流法、弛豫法的應(yīng)用）等；多底物酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的表達(dá)方法與

6、命名抑制作用動(dòng)力學(xué)：規(guī)則；別構(gòu)酶的種類、重要特征、結(jié)構(gòu)性1, 不可逆抑制作用：非專一性的不可逆抑制作用質(zhì)及動(dòng)力學(xué)特性； pH 和溫度對(duì)酶催化反應(yīng)（類型、抑制劑代表及在酶分子必需基團(tuán)性質(zhì)與速度的影響；酶促反應(yīng)穩(wěn)態(tài)前動(dòng)力學(xué)（快數(shù)目判斷中的應(yīng)用） ；專一性的不可逆抑制作用反應(yīng)技術(shù)、停流法、弛豫法的應(yīng)用）等。（ Ks 型與 Kcat 型的區(qū)別與作用特征） ；2、可逆抑制動(dòng)力學(xué)： K-A 法基本推導(dǎo)過程；熟悉快速平衡假設(shè)與穩(wěn)態(tài)法對(duì)速度方程的可逆抑制作用內(nèi)容： 類型、 抑制過程及特征 （競(jìng)推導(dǎo)；米氏方程的討論；酶促反應(yīng)分析中爭(zhēng)性抑制作用；非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用；反競(jìng)爭(zhēng)性抑的作圖法 （ L-B 法及其它線性作圖法

7、） ；pH制作用；線性混合性抑制作用；底物抑制作用）值對(duì)酶促反應(yīng)影響的幾個(gè)方面；pH 值與酶抑制動(dòng)力學(xué)推導(dǎo)（快速平衡與穩(wěn)態(tài)法）抑制活性部位基團(tuán)的解離關(guān)系（雙解離模型及參數(shù) Ki 求解的作圖法 （二次作圖法、 Dixon作圖模型方程推導(dǎo)） ；溫度對(duì)酶促反應(yīng)的影響幾法等）；個(gè)方面； Arrhenius方程對(duì)溫度影響的表多底物酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)：表達(dá)方法與命名規(guī)則；示，反應(yīng)速度的溫度效應(yīng)表示Q ；活化10雙底物反應(yīng)恒態(tài)動(dòng)力學(xué)中King-Altman方法推導(dǎo)能與溫度系數(shù)的關(guān)系；非專一性的不可逆速度方程（注意封閉圈問題） ；雙底物酶促反應(yīng)抑制作用（類型、抑制劑代表及在酶分子類型有形成三元復(fù)合物的有序順序反應(yīng)

8、（系統(tǒng)必需基團(tuán)性質(zhì)與數(shù)目判斷中的應(yīng)用）；專一速度方程與動(dòng)力學(xué)常數(shù)求解） ；形成三元復(fù)合性的不可逆抑制作用（Ks 型與 Kcat型的物的隨機(jī)順序反應(yīng)（系統(tǒng)速度方程與動(dòng)力學(xué)常數(shù)區(qū)別與作用特征） ；多底物酶促反應(yīng)機(jī)制的求解）；不形成三元復(fù)合物的乒乓反應(yīng)機(jī)制（系判斷（抑制作用研究的應(yīng)用等）。統(tǒng)速度方程與動(dòng)力學(xué)常數(shù)求解）；多底物酶促反應(yīng)一般方程與動(dòng)力學(xué)常數(shù)求解：Alberty方程掌握可逆抑制作用內(nèi)容：類型、抑制過（雙到數(shù)作圖，分底物飽和與半飽和）；程及特征（競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用；非競(jìng)爭(zhēng)性抑 Dalziel 方程表達(dá)式（二次作圖法求解, 制作用；反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用；線性混合性0A, B AB）；多底物酶促反應(yīng)機(jī)制

9、的判斷（抑制作抑制作用；底物抑制作用）抑制動(dòng)力學(xué)用研究的應(yīng)用等） 。推導(dǎo)（快速平衡與穩(wěn)態(tài)法） 抑制參數(shù) Ki別構(gòu)酶反應(yīng)動(dòng)力學(xué)：配體與蛋白質(zhì)結(jié)合的協(xié)同效求解的作圖法（二次作圖法、Dixon 作圖應(yīng)（ Hill 方程的推導(dǎo)， Hill 系數(shù)）；別構(gòu)酶的種法等）；多底物酶促反應(yīng)一般方程與動(dòng)力學(xué)類、重要特征、結(jié)構(gòu)性質(zhì)及動(dòng)力學(xué)特性；別構(gòu)效常數(shù)求解： Alberty 方程（雙到數(shù)作圖，應(yīng)的判斷方法（作圖法、協(xié)同指數(shù)法）；別構(gòu)酶分底物飽和與半飽和） ；Dalziel 方程表作用機(jī)制的解釋： MWC模型（齊變模型） ，內(nèi)涵達(dá)式（二次作圖法求解0,）；ABAB及酶活性中心被配體占據(jù)的飽和分?jǐn)?shù)推導(dǎo)KNF配體與蛋白

10、質(zhì)結(jié)合的協(xié)同效應(yīng)（ Hill方程模型（漸變模型） ，與 MWC模型的區(qū)別，酶活性的推導(dǎo)， Hill 系數(shù)）；別構(gòu)酶作用機(jī)制的中心被配體占據(jù)的飽和分?jǐn)?shù)推導(dǎo)。解釋： MWC模型（齊變模型） ，內(nèi)涵及酶pH 和溫度對(duì)酶催化反應(yīng)速度的影響：pH 值對(duì)酶活性中心被配體占據(jù)的飽和分?jǐn)?shù)推導(dǎo)促反應(yīng)影響的幾個(gè)方面； pH 值與酶活性部位基團(tuán)KNF模型（漸變模型），與 MWC模型的區(qū)別，的解離關(guān)系（雙解離模型及模型方程推導(dǎo)）；溫酶活性中心被配體占據(jù)的飽和分?jǐn)?shù)推導(dǎo)。度對(duì)酶促反應(yīng)的影響幾個(gè)方面；Arrhenius方程對(duì)溫度影響的表示，反應(yīng)速度的溫度效應(yīng)表示Q10 ；活化能與溫度系數(shù)的關(guān)系5、酶的生物合成及調(diào)節(jié)RNA的

11、生物合成 - 轉(zhuǎn)錄：RNA聚合酶，轉(zhuǎn)錄的起始、延伸與終止及RNA前體加工；了解 RNA的生物合成 - 轉(zhuǎn)錄，蛋白質(zhì)的生物蛋白質(zhì)的生物合成- 翻譯：遺傳密碼子特點(diǎn)與作合成 - 翻譯；激活劑與抑制劑對(duì)酶活性的調(diào)用；氨酰 -tRNA 合成酶的作用； 肽鏈合成的起始、節(jié)；熟悉酶生物合成的調(diào)節(jié)，酶轉(zhuǎn)換作用延伸與終止及蛋白質(zhì)前體的加工；的機(jī)制；掌握可逆共價(jià)修飾酶的活性調(diào)節(jié)：酶生物合成的調(diào)節(jié)：酶轉(zhuǎn)換作用的機(jī)制磷酸化與脫磷酸化；腺苷?；c脫腺苷酰酶活性的調(diào)節(jié)：激活劑與抑制劑對(duì)酶活性的調(diào)化（屬蛋白激酶調(diào)節(jié)） ；代謝途徑中酶活性節(jié)可逆共價(jià)修飾酶的活性調(diào)節(jié)：磷酸化與脫磷的反饋調(diào)節(jié)酸化；腺苷酰化與脫腺苷?；▽俚鞍准?/p>

12、酶調(diào)節(jié)）別構(gòu)調(diào)節(jié)； 代謝途徑中酶活性的反饋調(diào)節(jié)四、課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)第一章緒論重點(diǎn)：酶的催化作用特點(diǎn)； 酶活力測(cè)定；酶的分離純化難點(diǎn)：層析分離；電泳分離；萃取分離。第二章 酶的結(jié)構(gòu)與功能重點(diǎn)： 酶的空間結(jié)構(gòu)；酶的活性中心特征與鑒定；酶的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系；難點(diǎn)： 酶活性中心基團(tuán)檢測(cè)； 酶分子修飾方法學(xué)及影響。第三章 酶的催化機(jī)制重點(diǎn)：酶催化機(jī)制的基本內(nèi)容（趨向與定向效應(yīng), 構(gòu)象變化效應(yīng)；酸堿催化效應(yīng)；共價(jià)催化機(jī)制；微環(huán)境效應(yīng)）； 酶作用機(jī)制研究方法難點(diǎn)：酸堿催化機(jī)制； 共價(jià)催化機(jī)制；微環(huán)境的形成原理及對(duì)酶催化過程的影響例子。第四章酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)：?jiǎn)味嗟孜锓磻?yīng)動(dòng)力學(xué)； 抑制作用動(dòng)力學(xué)（可逆抑制作

13、用的類型及特征）；多底物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)推導(dǎo)及參數(shù)求解； 別構(gòu)酶反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型；難點(diǎn)：米氏方程的討論與參數(shù)求?。灰种品磻?yīng)動(dòng)力學(xué)推導(dǎo)及類型判斷，抑制動(dòng)力學(xué)參數(shù)Ki 的二次作圖法求解；多底物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)推導(dǎo)（Alberty 方程與 Daziel 方程參數(shù)的作圖法求解） ； 別構(gòu)酶的動(dòng)力學(xué)模型特征（ MWC模型與 KNF模型及飽和分?jǐn)?shù)推導(dǎo)） 。第六章酶的生物合成及調(diào)節(jié)理論重點(diǎn)： RNA 生物合成即轉(zhuǎn)錄；蛋白質(zhì)生物合成即翻譯；酶生物合成的調(diào)節(jié)；代謝途徑中酶活性的反饋調(diào)節(jié)。難點(diǎn)：操縱子調(diào)節(jié)；共價(jià)修飾對(duì)酶活性的調(diào)節(jié)（蛋白激酶調(diào)節(jié)）。五、實(shí)踐環(huán)節(jié)獨(dú)立開課。 在生化基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和生化專業(yè)實(shí)驗(yàn)中安排數(shù)個(gè)與酶學(xué)教學(xué)要求相對(duì)應(yīng)的酶學(xué)實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)酶學(xué)特性的具體認(rèn)識(shí)，深刻領(lǐng)會(huì)酶的相關(guān)概念，從而掌握酶學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作技能。六、參考性教學(xué)時(shí)間安排教學(xué)內(nèi)容授課學(xué)時(shí)一、緒論6二、酶的結(jié)構(gòu)與功能6三、酶的催化機(jī)制8四、酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)18五、酶的生物合成及調(diào)節(jié)6七、考核方式期末筆試八、教材和主要