酶與維生素酶與維生素11酶的概念酶的分類(lèi)與命名酶的化學(xué)本質(zhì)酶的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系酶作用的專(zhuān)一性2酶作用的機(jī)理3酶反應(yīng)動(dòng)力學(xué)4酶的制備與酶活力的測(cè)定5維生素與輔酶1酶的概念酶的分類(lèi)與命名酶的化學(xué)本質(zhì)酶的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系2

概述1857年，酒精發(fā)酵機(jī)理：酒精發(fā)酵是酵母活細(xì)胞引起的。活體酵素非活體酵素Liebig、Berzelius和Wohler等：酒精發(fā)酵的本質(zhì)是物質(zhì)作用的結(jié)果。半個(gè)世紀(jì)的學(xué)術(shù)論戰(zhàn)！酶及酶制劑的發(fā)展史法國(guó)微生物學(xué)家—巴斯德（Pasteur)酵素生機(jī)論物質(zhì)論概述1857年，酒精發(fā)酵機(jī)理：活體酵素非活31897年，德國(guó)學(xué)者——Buchner兄弟制造醫(yī)藥：酵母細(xì)胞破碎酵母細(xì)胞石英砂研磨浸提過(guò)濾破碎酵母細(xì)胞濾液蔗糖發(fā)酵“劃時(shí)代的、奇跡般的、偉大的”發(fā)現(xiàn)！酒化酶！1897年，德國(guó)學(xué)者——Buchner兄弟制造醫(yī)藥：酵母細(xì)胞4我國(guó)：4000多年前的夏禹時(shí)代-------釀酒已盛行。（酒母）公元10世紀(jì)左右--用豆類(lèi)作豆醬。（霉菌蛋白酶作用于豆類(lèi)蛋白質(zhì)）3000年前--利用麥曲制作飴糖。（淀粉酶水解淀粉為麥芽糖）國(guó)外：1833年，Payen和Person--從麥芽的水抽提物中用酒精沉淀得到淀粉酶制劑（diastase)。1878年，德國(guó)Kuhne—提出“Enzyme”一詞，意為“在酵母中”。1897年，德國(guó)Buchner兄弟–酵母提取液中分離出酒化酶（eymase)。我國(guó)：4000多年前的夏禹時(shí)代-------釀酒已盛行。（酒5酶研究的歷程酶的研究理論研究應(yīng)用研究酶的理化性質(zhì)及催化性質(zhì)的研究；鎖鑰學(xué)說(shuō)(1890,Fischer)、誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)(1968,Koshland)的提出；米氏方程(1913,MichaelisMenten)的建立;脲酶結(jié)晶(1926,Sumner)的獲得；酶的結(jié)構(gòu)與功能之間關(guān)系的闡釋?zhuān)幻阜肿由飳W(xué)的建立。限制性?xún)?nèi)切酶HindⅡ(1970,Smith);核酶的發(fā)現(xiàn)（1982，Cech小組）；抗體酶的發(fā)現(xiàn)（1986，Schultz和Learner)。1808，羅門(mén)：胰酶制革；1917，法國(guó)人：淀粉酶作退漿劑。1949，日本：深層發(fā)酵生產(chǎn)淀粉酶。1959，日本：淀粉酶催化淀粉生產(chǎn)G。1969，日本：酶固定化技術(shù)成功。20世紀(jì)70年代，多種類(lèi)型酶反應(yīng)器的建立。酶研究的歷程酶的研究理論研究應(yīng)用研究酶的理化性質(zhì)及催化性質(zhì)的6酶制劑工業(yè)的興起與發(fā)展興起：

19世紀(jì)，高峰讓吉，開(kāi)設(shè)生產(chǎn)黑曲霉淀粉酶工廠。發(fā)展：自然界中發(fā)現(xiàn)的酶：2500多種。申請(qǐng)專(zhuān)利的酶制劑：100多種。有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的酶制劑：60多種。工業(yè)化生產(chǎn)的酶制劑：20多種。（0.8%）產(chǎn)量（t）產(chǎn)值1981650004億美元1985750006億美元

目前歐洲日本9億美元3500億日元酶制劑工業(yè)的興起與發(fā)展興起：產(chǎn)量（t）產(chǎn)值1981650007世界上有影響的酶制劑廠公司國(guó)家NovoNordisk丹麥Gist-Brocades荷蘭Genencor美國(guó)Alko芬蘭BayerAG德國(guó)Cultor芬蘭Sovay&CieSA比利時(shí)天野制藥日本長(zhǎng)瀨產(chǎn)業(yè)日本74.3%世界上有影響的酶制劑廠公司國(guó)家NovoNor8歐洲酶制劑市場(chǎng)（1993—2019）年份總收入/億美元增長(zhǎng)率/%19934.01-19944.256.220194.546.720194.877.32019257.82019698.320196.198.820006.769.320197.439.820198.1910.220199.0610.7歐洲酶制劑市場(chǎng)（1993—2019）年份總收入/億美元增長(zhǎng)率9酶制劑在各行業(yè)中所占的百分比其他：制革、造紙、畜牧、醫(yī)藥、日化、廢水處理。酶制劑在各行業(yè)中所占的百分比其他：制革、造紙、畜牧、醫(yī)藥、日10世界酶制劑工業(yè)呈現(xiàn)四大發(fā)展趨勢(shì)一、集中壟斷二、市場(chǎng)全球化三、技術(shù)開(kāi)發(fā)周期縮短四、應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴(kuò)大世界酶制劑工業(yè)呈現(xiàn)四大發(fā)展趨勢(shì)一、集中壟斷11我國(guó)酶制劑工業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展態(tài)勢(shì)二、產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀不容樂(lè)觀！我國(guó)酶制劑工業(yè)的產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀產(chǎn)品名稱(chēng)年產(chǎn)量/t技術(shù)狀況國(guó)內(nèi)國(guó)外糖化酶16萬(wàn)30000-35000U/ml50000U/ml以上α-淀粉酶4萬(wàn)6000U/ml蛋白酶5萬(wàn)20000-25000U/ml其他酶200產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差距大產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定總產(chǎn)量25萬(wàn)年銷(xiāo)售額約7億人民幣Novo,93年，9億美元我國(guó)酶制劑工業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展態(tài)勢(shì)二、產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀不容樂(lè)觀！我國(guó)酶制12我國(guó)酶制劑工業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展態(tài)勢(shì)1、酶制劑開(kāi)發(fā)主要是各大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)，經(jīng)費(fèi)不足。

國(guó)家投入有限，而企業(yè)對(duì)開(kāi)發(fā)酶制劑的投資熱情不高。2、生產(chǎn)規(guī)模小，無(wú)法同國(guó)外公司競(jìng)爭(zhēng)。年產(chǎn)量超萬(wàn)噸，銷(xiāo)售收入超3000萬(wàn)元：江蘇無(wú)錫酶制劑廠、浙江德清、蘇州宏達(dá)、山東沂水和張家港華昌5家。3、企業(yè)很少有獨(dú)立開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的嘗試。4、產(chǎn)品品種少，結(jié)構(gòu)極不合理。5、制造成本占銷(xiāo)售價(jià)的80%，國(guó)外僅占30%-50%。6、裝備落后。7、酶制劑應(yīng)用領(lǐng)域十分狹窄。三、主要存在問(wèn)題應(yīng)用領(lǐng)域洗滌劑紡織乳制品淀粉乙醇釀酒飼料焙烤果汁造紙其他國(guó)外酶的比例/%3614.410.87.27.210.18.62.90.72.2國(guó)內(nèi)酶的比例/%17.42極少量極少量81.45少量--極少量少量1.13我國(guó)酶制劑工業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展態(tài)勢(shì)1、酶制劑開(kāi)發(fā)主要是各大學(xué)和科研13

四、未來(lái)發(fā)展展望技術(shù)研究：1、酶的固定化。2、基因工程表達(dá)的酶制劑。3、模擬酶、人工設(shè)計(jì)合成酶、抗體酶、雜合酶。4、非水系統(tǒng)酶反應(yīng)技術(shù)。應(yīng)用研究：1、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，增加新品種。2、實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?jīng)營(yíng)，增加產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。3、加強(qiáng)技術(shù)開(kāi)發(fā)，提高產(chǎn)品質(zhì)量。四、未來(lái)發(fā)展展望技術(shù)研究：應(yīng)用研究：141酶的一般概念定義：酶是生物細(xì)胞產(chǎn)生的,具有催化能力的生物催化劑。酶具有一般催化劑的特征：1.只能進(jìn)行熱力學(xué)上允許進(jìn)行的反應(yīng)；2.可以縮短化學(xué)反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間，而不改變反應(yīng)的平衡點(diǎn)；3.通過(guò)降低活化能加快化學(xué)反應(yīng)速度。4.反映前后質(zhì)量和性質(zhì)不改變。1酶的一般概念酶具有一般催化劑的特征：15酶的催化特點(diǎn)：1.高效性：通常要高出非生物催化劑催化活性的

108--1020倍。2.專(zhuān)一性：酶對(duì)底物具有嚴(yán)格的選擇性。3.敏感性：對(duì)環(huán)境條件極為敏感。易變性失活。

4.可調(diào)性：酶活性的調(diào)節(jié)和酶合成速度的調(diào)節(jié)。酶的催化特點(diǎn)：3.敏感性：對(duì)環(huán)境條件極為敏感。易變性失活。16二、酶的分類(lèi)與命名

1961年國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)（EnzymeCommittee,EC）根據(jù)酶所催化的反應(yīng)類(lèi)型和機(jī)理，把酶分成6大類(lèi)：氧化還原酶類(lèi)轉(zhuǎn)移酶類(lèi)水解酶裂解酶類(lèi)異構(gòu)酶合成酶類(lèi)二、酶的分類(lèi)與命名1961年國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)（Enzy17酶的分類(lèi)

氧化-還原酶催化氧化-還原反應(yīng)。反映通式：主要包括脫氫酶(dehydrogenase)和氧化酶(Oxidase)。如，乳酸(Lactate)脫氫酶催化乳酸的脫氫反應(yīng)。(1)氧化-還原酶OxidoreductaseAH2+BA+BH2酶的分類(lèi)

氧化-還原酶催化氧化-還原反應(yīng)。(1)氧化-18轉(zhuǎn)移酶催化基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)。即將一個(gè)底物分子的基團(tuán)或原子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)底物的分子上。

例如，谷丙轉(zhuǎn)氨酶催化的氨基轉(zhuǎn)移反應(yīng)。(2)轉(zhuǎn)移酶Transferase酶的分類(lèi)

A·X+BA+B·X轉(zhuǎn)移酶催化基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)。即將一個(gè)底物分子的基團(tuán)或原子轉(zhuǎn)移到另19水解酶催化底物的加水分解反應(yīng)。主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。例如，脂肪酶(Lipase)催化的脂的水解反應(yīng)：(3)水解酶hydrolase酶的分類(lèi)

AB+H2OAOH+BH水解酶催化底物的加水分解反應(yīng)。(3)水解酶hydrol20裂合酶催化從底物分子中移去一個(gè)基團(tuán)或原子形成雙鍵的反應(yīng)及其逆反應(yīng)。主要包括醛縮酶、水化酶及脫氨酶等。(4)裂解酶Lyase酶的分類(lèi)

C—C鍵CH3C=OCOOH+CO2CH3C=OHC—O鍵CH2COOHHO—CH—COOHHCCOOHHOOCCH+H2O裂合酶催化從底物分子中移去一個(gè)基團(tuán)或原子形成雙鍵的反應(yīng)及其逆21異構(gòu)酶催化各種同分異構(gòu)體的相互轉(zhuǎn)化，即底物分子內(nèi)基團(tuán)或原子的重排過(guò)程。

例如，6-磷酸葡萄糖異構(gòu)酶催化的反應(yīng)。(5)異構(gòu)酶Isomerase酶的分類(lèi)

AB異構(gòu)酶催化各種同分異構(gòu)體的相互轉(zhuǎn)化，即底物分子內(nèi)基團(tuán)或原子的22酶的分類(lèi)

合成酶，又稱(chēng)為連接酶，能夠催化C-C、C-O、C-N以及C-S鍵的形成反應(yīng)。這類(lèi)反應(yīng)必須與ATP分解反應(yīng)相互偶聯(lián)。A+B+ATP===AB+ADP+Pi

例如，丙酮酸羧化酶催化的反應(yīng)。丙酮酸+CO2草酰乙酸(6)合成酶LigaseorSynthetase酶的分類(lèi)

合成酶，又稱(chēng)為連接酶，能夠催化C-C、C-O、23酶的命名

系統(tǒng)名、慣用名。系統(tǒng)名：包括所有底物的名稱(chēng)和反應(yīng)類(lèi)型。乳酸+NAD+丙酮酸+NADH+H+乳酸：NAD+氧化還原酶慣用名：只取一個(gè)較重要的底物名稱(chēng)和反應(yīng)類(lèi)型。乳酸：NAD+氧化還原酶乳酸脫氫酶

對(duì)于催化水解反應(yīng)的酶一般在酶的名稱(chēng)上省去反應(yīng)類(lèi)型。酶的命名系統(tǒng)名：包括所有底物的名稱(chēng)和反應(yīng)類(lèi)型。乳酸+NA24一、酶的化學(xué)本質(zhì)及組成（一）大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)

1926年J.B.Sumner首次從刀豆制備出脲酶結(jié)晶，證明其為蛋白質(zhì)，并提出酶的本質(zhì)就是蛋白質(zhì)的觀點(diǎn)。酶是蛋白質(zhì)的證據(jù):

1982年T.Cech發(fā)現(xiàn)了第1個(gè)有催化活性的天然RNA——ribozyme（核酶），以后Altman和Pace等又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了真正的RNA催化劑。

核酶的發(fā)現(xiàn)不僅表明酶不一定都是蛋白質(zhì)，還促進(jìn)了有關(guān)生命起源、生物進(jìn)化等問(wèn)題的進(jìn)一步探討。一、酶的化學(xué)本質(zhì)及組成（一）大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)25（二）酶的組成酶單純酶結(jié)合酶（全酶）=酶蛋白+輔因子輔因子輔酶：與酶蛋白結(jié)合得比較松的小分子有機(jī)物。輔基：與膜蛋白結(jié)合得緊密的小分子有機(jī)物。金屬激活劑：金屬離子作為輔助因子。

酶的催化專(zhuān)一性主要決定于膜蛋白部分，輔因子通常是作為電子、原子或某些化學(xué)基團(tuán)的載體。（二）酶的組成酶單純酶結(jié)合酶（全酶）=酶蛋白+輔因子26（三）單體酶、寡聚酶和多酶復(fù)合物1.單體酶（monomericenzyme)：僅有一條具有活性部位的多肽鏈，全部參與水解反應(yīng)。2.寡聚酶(oligomericenzyme)：由幾個(gè)或多個(gè)亞基組成，亞基牢固地聯(lián)在一起，單個(gè)亞基沒(méi)有催化活性。亞基之間以非共價(jià)鍵結(jié)合。3.多酶復(fù)合物(multienzymesystem)：幾個(gè)酶鑲嵌而成的復(fù)合物。這些酶催化將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的一系列順序反應(yīng)。（三）單體酶、寡聚酶和多酶復(fù)合物1.單體酶（monomeri27丙酮酸脫氫酶系（E.coli）：丙酮酸脫氫酶（EⅠ）、硫辛酰轉(zhuǎn)乙酰酶（EⅡ）和二氫硫辛酰脫氫酶（EⅢ）。EⅠEⅡEⅢ堿性EⅠEⅡEⅢ+EⅡEⅢ+脲丙酮酸脫氫酶系（E.coli）：丙酮酸脫氫酶（EⅠ）、硫辛酰28酶的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系活性部位和必需基團(tuán)必需基團(tuán)：這些基團(tuán)若經(jīng)化學(xué)修飾使其改變，則酶的活性喪失?；钚圆课唬好阜肿又兄苯优c底物結(jié)合，并和酶催化作用直接有關(guān)的部位。必需基團(tuán)活性部位維持酶的空間結(jié)構(gòu)結(jié)合基團(tuán)催化基團(tuán)專(zhuān)一性催化性質(zhì)酶的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系活性部位和必需基團(tuán)必需基團(tuán)：這些基團(tuán)若經(jīng)29

酶分子中與底物結(jié)合的部位或區(qū)域一般稱(chēng)為結(jié)合部位。酶分子的活性部位1．結(jié)合部位Bindingsite酶分子中與底物結(jié)合的部位或區(qū)域一般稱(chēng)為結(jié)合部位。酶分子的30酶與維生素課件31酶分子中促使底物發(fā)生化學(xué)變化的部位稱(chēng)為催化部位。通常將酶的結(jié)合部位和催化部位總稱(chēng)為酶的活性部位或活性中心。結(jié)合部位決定酶的專(zhuān)一性，催化部位決定酶所催化反應(yīng)的性質(zhì)。2．催化部位catalyticsite酶分子中促使底物發(fā)生化學(xué)變化的部位稱(chēng)為催化部位。2．催化部位32酶與維生素課件33酶分子中存在著一些可以與其他分子發(fā)生某種程度的結(jié)合的部位，從而引起酶分子空間構(gòu)象的變化，對(duì)酶起激活或抑制作用。3．調(diào)控部位Regulatorysite酶分子中存在著一些可以與其他分子發(fā)生某種程度的結(jié)合的部位，從34（二）酶原的激活沒(méi)有活性的酶的前體稱(chēng)為酶原。酶原轉(zhuǎn)變成有活性的酶的過(guò)程稱(chēng)為酶原的激活。這個(gè)過(guò)程實(shí)質(zhì)上是酶活性部位形成和暴露的過(guò)程。在組織細(xì)胞中，某些酶以酶原的形式存在，可保護(hù)分泌這種酶的組織細(xì)胞不被水解破壞。（三）同工酶(isoenzyme)——能催化相同的化學(xué)反應(yīng)，但在蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)和免疫性能等方面都存在明顯差異的一組酶。乳酸脫氫酶（LDH）MHMMMMM4HMMMM3HMMHHM2H2MHHHMH3HHHHH4（二）酶原的激活沒(méi)有活性的酶的前體稱(chēng)為酶原。酶原轉(zhuǎn)變成有活性35三、酶催化反應(yīng)的專(zhuān)一性酶作用的專(zhuān)一性結(jié)構(gòu)專(zhuān)一性立體異構(gòu)專(zhuān)一性族（基團(tuán)）專(zhuān)一性絕對(duì)專(zhuān)一性旋光異構(gòu)專(zhuān)一性幾何異構(gòu)專(zhuān)一性三、酶催化反應(yīng)的專(zhuān)一性酶作用的專(zhuān)一性結(jié)構(gòu)專(zhuān)一性立體異構(gòu)專(zhuān)一性36基團(tuán)（族）專(zhuān)一性：對(duì)化學(xué)鍵和鍵一端的基團(tuán)具有專(zhuān)一性。。RCOO-+ROH+H+′酯酶：R—C—O—R′+H2OOOCH2OHOHOHOH15α-葡萄糖苷酶OR+H2OOCH2OHOHOHOHOH15+ROH絕對(duì)專(zhuān)一性：只能作用于某一底物。脲酶：H2N—C—NH2+H2OO2NH3+CO2鍵專(zhuān)一性：對(duì)鍵具有專(zhuān)一性，對(duì)鍵兩端的基團(tuán)無(wú)要求?；鶊F(tuán)（族）專(zhuān)一性：對(duì)化學(xué)鍵和鍵一端的基團(tuán)具有專(zhuān)一性。。RCO372酶的催化作用機(jī)理一、酶的活性中心

酶分子活性中心部位，一般都含有多個(gè)具有催化活性的手性中心，這些手性中心對(duì)底物分子構(gòu)型取向起著誘導(dǎo)和定向的作用，使反應(yīng)可以按單一方向進(jìn)行。“三點(diǎn)結(jié)合”催化理論

認(rèn)為酶與底物的結(jié)合處至少有三個(gè)點(diǎn)，而且只有一種情況是完全結(jié)合的形式。只有這種情況下，不對(duì)稱(chēng)催化作用才能實(shí)現(xiàn)。2酶的催化作用機(jī)理一、酶的活性中心酶分子38E+

SESE+P中間產(chǎn)物存在的證據(jù)：1.同位素32P標(biāo)記底物法（磷酸化酶與葡萄糖結(jié)合）；2.吸收光譜法（過(guò)氧化物酶與過(guò)氧化氫結(jié)合）。二、中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō)E+SESE+P中間產(chǎn)物存在的證據(jù)：1.同位素32P標(biāo)39三、鎖鑰學(xué)說(shuō)（Fischer，1890）認(rèn)為整個(gè)酶分子的天然構(gòu)象是具有剛性結(jié)構(gòu)的，酶表面具有特定的形狀。酶與底物的結(jié)合如同一把鑰匙對(duì)一把鎖一樣三、鎖鑰學(xué)說(shuō)（Fischer，1890）認(rèn)為整個(gè)酶分子的天然40四、誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)（Koshland，1958）該學(xué)說(shuō)認(rèn)為：酶活性中心的結(jié)構(gòu)原來(lái)不一定和底物的結(jié)構(gòu)完全吻合，但有有一定的柔性，當(dāng)?shù)孜锱c酶分子結(jié)合時(shí)，酶蛋白的構(gòu)象發(fā)生了有利于與底物結(jié)合的變化，使反應(yīng)所需的催化基團(tuán)和結(jié)合基團(tuán)正確地排列和定向，轉(zhuǎn)入有效的作用位置，這樣才能使酶與底物完全吻合，結(jié)合成中間產(chǎn)物。四、誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)（Koshland，1958）該學(xué)說(shuō)認(rèn)為：酶41五、酶具有高催化效率的因素在酶促反應(yīng)中，底物分子結(jié)合到酶的活性中心，一方面底物在酶活性中心的有效濃度大大增加，有利于提高反應(yīng)速度；另一方面，由于活性中心的立體結(jié)構(gòu)和相關(guān)基團(tuán)的誘導(dǎo)和定向作用，使底物分子中參與反應(yīng)的基團(tuán)相互接近，并被嚴(yán)格定向定位，使酶促反應(yīng)具有高效率和專(zhuān)一性特點(diǎn)。1、鄰近定向效應(yīng)五、酶具有高催化效率的因素在酶促反應(yīng)中，底物分子結(jié)合到酶的活42

酶與底物的結(jié)合，不僅酶分子發(fā)生構(gòu)象變化，同樣底物分子也會(huì)發(fā)生扭曲變形，使底物分子的某些鍵的鍵能減弱，產(chǎn)生鍵扭曲和電子張力，降低了反應(yīng)活化能。這是一個(gè)形成內(nèi)酯的反應(yīng)。當(dāng)R＝CH3時(shí)，其反應(yīng)速度比R＝H的情況快315倍。由于-CH3體積比較大，與反應(yīng)基團(tuán)之間產(chǎn)生一種立體排斥張力，使反應(yīng)基團(tuán)之間更容易形成穩(wěn)定的五元環(huán)過(guò)渡狀態(tài)。

2、張力和變形酶與底物的結(jié)合，不僅酶分子發(fā)生構(gòu)象變化，同樣43Bronsted的廣義酸堿理論：提供質(zhì)子為酸，接受質(zhì)子為堿。.酸堿催化：酶分子的某些功能基團(tuán)，作為酸或堿，通過(guò)向底物提供質(zhì)子或奪取質(zhì)子來(lái)達(dá)到加速反應(yīng)的一類(lèi)催化。（氨基、羧基、咪唑基、巰基和酚基）。

廣義酸基團(tuán)廣義堿基團(tuán)（質(zhì)子受體）（質(zhì)子供體）3、酸堿催化

Bronsted的廣義酸堿理論：廣義酸基團(tuán)444、共價(jià)催化

催化劑通過(guò)與底物形成反應(yīng)活性很高的共價(jià)過(guò)渡產(chǎn)物，使反應(yīng)活化能降低，從而提高反應(yīng)速度的過(guò)程，稱(chēng)為共價(jià)催化。酶中參與共價(jià)催化的基團(tuán)主要包括His的咪唑基，Cys的硫基，Asp的羧基，Ser的羥基等。某些輔酶，如焦磷酸硫胺素和磷酸吡哆醛等也可以參與共價(jià)催化作用。

4、共價(jià)催化催化劑通過(guò)與底物形成反應(yīng)活性很高的共價(jià)過(guò)渡產(chǎn)455、酶的活性中心是低介電區(qū)域

酶的活性中心穴內(nèi)是疏水的非極性環(huán)境。有利于酶的催化基團(tuán)對(duì)底物敏感鍵的作用增強(qiáng)其反應(yīng)能力，加快反應(yīng)速度。5、酶的活性中心是低介電區(qū)域酶463酶促反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)

用一定時(shí)間內(nèi)底物減少或產(chǎn)物生成的量來(lái)表示酶促反應(yīng)速度。測(cè)定反應(yīng)的初速度。102030405060min產(chǎn)物生成量斜率=濃度/時(shí)間=ν一、酶反應(yīng)速度3酶促反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)用一定時(shí)間內(nèi)底物減少或47二、底物濃度對(duì)酶作用的影響在低底物濃度時(shí),反應(yīng)速度與底物濃度成正比，表現(xiàn)為一級(jí)反應(yīng)特征。當(dāng)?shù)孜餄舛冗_(dá)到一定值，幾乎所有的酶都與底物結(jié)合后，反應(yīng)速度達(dá)到最大值（Vmax），此時(shí)再增加底物濃度，反應(yīng)速度不再增加，表現(xiàn)為零級(jí)反應(yīng)。[S]vVmax零級(jí)反應(yīng)

v=k[E]一級(jí)反應(yīng)

v=k[S]二、底物濃度對(duì)酶作用的影響在低底物濃度時(shí),反應(yīng)速度與底物濃48用中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō)解釋底物濃度與反應(yīng)速度關(guān)系曲線(xiàn)的二相現(xiàn)象：S+EESE+P當(dāng)?shù)孜餄舛群艿蜁r(shí)，有多余的酶沒(méi)與底物結(jié)合，隨著底物濃度的增加，中間絡(luò)合物的濃度不斷增高。當(dāng)?shù)孜餄舛容^高時(shí)，溶液中的酶全部與底物結(jié)合成中間產(chǎn)物，雖增加底物濃度也不會(huì)有更多的中間產(chǎn)物生成。米氏方程式（Michaelis-Mentenequation,1913）k1k2k3設(shè)

km=———k2+k3k1v=——————Vmax·[S]km+[S]（km＞＞[S]，v=k.[S]；km

＜＜[S]，v=Vmax）用中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō)解釋底物濃度與反應(yīng)速度關(guān)系曲線(xiàn)的二相現(xiàn)象：S49米氏常數(shù)的意義及測(cè)定

v=Vmax/2，則：km=[S]意義：（1）km是酶的一個(gè)基本的特征常數(shù)。其大小與酶的濃度無(wú)關(guān)，而與具體的底物有關(guān)，且隨著溫度、pH和離子強(qiáng)度而改變。（2）從km可判斷酶的專(zhuān)一性和天然底物。Km最小的底物，通常就是該酶的最適底物，也就是天然底物。（3）當(dāng)k2＞＞k3時(shí)，km的大小可以表示酶與底物的親和性。當(dāng)km大，說(shuō)明ES容易解離，酶與底物結(jié)合的親和力小。米氏常數(shù)的意義及測(cè)定v=Vmax50從米氏方程中求得：當(dāng)反應(yīng)速度達(dá)到最大反應(yīng)速度的90%，則90%V=100%V[S]/(km+[S])v=——————Vmax·[S]km+[S]即[S]=9km在進(jìn)行酶活力測(cè)定時(shí)，通常用4km的底物濃度即可。從米氏方程中求得：90%V=100%V[S]/(km+[51米氏常數(shù)可根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作圖法直接求得：先測(cè)定不同底物濃度的反應(yīng)初速度，從v與[S]的關(guān)系曲線(xiàn)求得V，然后再?gòu)?/2V求得相應(yīng)的[S]即為km（近似值）。通常用:Lineweaver-Burk作圖法（雙倒數(shù)作圖法）+———1v=——kmVmax·——[S]1Vmax11/Vmax-1/Km斜率=Km/Vmax米氏常數(shù)可根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作圖法直接求得：先測(cè)定不同底物濃度的反52三、酶濃度對(duì)酶作用的影響在有足夠底物和其他條件不變的情況下：

v=k[E][E]V三、酶濃度對(duì)酶作用的影響在有足夠底物和其他條件不變的情況下：53四、pH對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響pHv最適pH（optimumpH）1.最適pH

2.pH穩(wěn)定性表現(xiàn)出酶最大活力的pH值。在一定的pH范圍內(nèi)酶是穩(wěn)定的。3.pH對(duì)酶作用的影響機(jī)制：

(1).環(huán)境過(guò)酸、過(guò)堿使酶變性失活；

(2).影響酶活性基團(tuán)的解離；

(3).影響底物的解離。四、pH對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響pHv最適pH（optimum54五、溫度對(duì)酶作用的影響Tv最適溫度溫度的影響：

一方面是溫度升高,酶促反應(yīng)速度加快。另一方面,溫度升高,酶的高級(jí)結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化或變性，導(dǎo)致酶活性降低甚至喪失。因此大多數(shù)酶都有一個(gè)最適溫度。在最適溫度條件下,反應(yīng)速度最大。五、溫度對(duì)酶作用的影響Tv最適溫度溫度的影響：一方面55六、激活劑對(duì)酶作用的影響——凡能提高酶活力的物質(zhì)都是酶的激活劑。激活劑小分子有機(jī)物：抗壞血酸、半胱氨酸、谷胱甘肽等。金屬離子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、

Cr3+、Fe2+。

注意使用濃度，激活劑的濃度過(guò)高、過(guò)低不激活反而抑制酶促反應(yīng)。六、激活劑對(duì)酶作用的影響——凡能提高酶活力的物質(zhì)都是酶的激活56七、抑制劑對(duì)酶作用的影響——使酶的活性降低或喪失的現(xiàn)象，稱(chēng)為酶的抑制作用?！档兔富盍ι踔潦姑甘Щ畹奈镔|(zhì)，稱(chēng)為抑制劑（I）。抑制作用可逆抑制作用競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用不可逆抑制作用非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用七、抑制劑對(duì)酶作用的影響——使酶的活性降低或喪失的現(xiàn)象，稱(chēng)為57（一）不可逆抑制作用不可逆抑制--抑制劑與酶反應(yīng)中心的活性基團(tuán)以共價(jià)形式結(jié)合，引起酶的永久性失活。S+EESE+P+I↓EI如有機(jī)磷毒劑二異丙基氟磷酸酯。

（一）不可逆抑制作用不可逆抑制--抑制劑與酶反應(yīng)中心的活58

抑制程度是由酶與抑制劑之間的親和力大小、抑制劑的濃度以及底物的濃度決定。[E]v1231.反應(yīng)體系中不加I。2.反應(yīng)體系中加入一定量的不可逆抑制劑。3.反應(yīng)體系中加入一定量的可逆抑制劑。（二）可逆抑制作用抑制程度是由酶與抑制劑之間的親和力大小、抑制591、競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用某些抑制劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)與底物相似，因而能與底物竟?fàn)幣c酶活性中心結(jié)合。當(dāng)抑制劑與活性中心結(jié)合后，底物被排斥在反應(yīng)中心之外，其結(jié)果是酶促反應(yīng)被抑制了。S+EESE+P+I↑↓EI[S]vkmkm′無(wú)I有IV/21、競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用某些抑制劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)與底物相似，因而能與底601）抑制劑和底物競(jìng)爭(zhēng)酶的結(jié)合部位。3）抑制程度取決于I和S的濃度以及與酶結(jié)合的親和力大小。2）競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑的結(jié)構(gòu)與底物結(jié)構(gòu)十分相似。競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用特點(diǎn)：1）抑制劑和底物競(jìng)爭(zhēng)酶的結(jié)合部位。3）抑制程度取決于I和S的612、非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用酶可同時(shí)與底物及抑制劑結(jié)合，引起酶分子構(gòu)象變化，并導(dǎo)至酶活性下降。由于這類(lèi)物質(zhì)并不是與底物競(jìng)爭(zhēng)與活性中心的結(jié)合，所以稱(chēng)為非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。如某些金屬離子（Cu2+、Ag+、Hg2+）以及EDTA等，通常能與酶分子的調(diào)控部位中的-SH基團(tuán)作用，改變酶的空間構(gòu)象，引起非競(jìng)爭(zhēng)性抑制。S+EESE+P+I↑↓EI+[S]+I↑EISE+P2、非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用酶可同時(shí)與底物及抑制劑結(jié)合，引起酶分子構(gòu)62非竟?fàn)幮砸种品蔷範(fàn)幮砸种?3反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用----抑制劑必須在酶與底物結(jié)合后才能進(jìn)一步形成ESI復(fù)合物。S+EESE+P+I↑↓ESIE+P3、反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用----抑制劑必須在酶與底物結(jié)合后才能進(jìn)一步64（八）酶的變（別）構(gòu)效應(yīng)——有些酶具有類(lèi)似血紅蛋白那樣的別構(gòu)效應(yīng)，稱(chēng)為別構(gòu)酶。特點(diǎn)：1.一般是寡聚酶；2.具有別構(gòu)效應(yīng)；3.v對(duì)[S]不呈直角雙曲線(xiàn)。[S]v——[S]90%V[S]10%V=81——[S]90%V[S]10%V＜81——[S]90%V[S]10%V＞81（八）酶的變（別）構(gòu)效應(yīng)——有些酶具有類(lèi)似血紅蛋白那樣的別構(gòu)65ATCase（天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶）的抑制劑是CTP，激活劑是ATP。[Asp]v+ATP+CTP+ATP使酶飽和V/2S0.5ATCase（天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶）的抑制劑是CTP，激活劑是66酶的制備與活力的測(cè)定——酶活力是指酶催化某一化學(xué)反應(yīng)的能力。酶（活力）單位：在一定條件下，一定時(shí)間內(nèi)將一定量的底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量。（U/g，U/ml）在最適的反應(yīng)條件（25℃）下，每分鐘內(nèi)催化一微摩爾底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的酶量定為一個(gè)酶活力單位，即1IU=1μmol/min在最適條件下，每秒鐘內(nèi)使一摩爾底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量定為1kat單位，即

1kat=1mol/s

1kat=6×107IU酶的制備與活力的測(cè)定——酶活力是指酶催化某一化學(xué)反應(yīng)的能力。67工業(yè)上大多采用微生物發(fā)酵的方法來(lái)獲得大量酶制劑。優(yōu)點(diǎn)：不受氣候、地理?xiàng)l件的限制，動(dòng)、植物體內(nèi)的酶大多可從微生物體內(nèi)找到，微生物繁殖快，產(chǎn)酶量由豐富。還可以通過(guò)選育菌種來(lái)提高酶的產(chǎn)量和用廉價(jià)原料大量生產(chǎn)。酶分離純化的三個(gè)基本步驟：抽提，純化，結(jié)晶或制劑。方法：1.根據(jù)溶解度不同（鹽析法、有機(jī)溶劑沉淀法、等電點(diǎn)沉淀法、選擇性沉淀法）；2.根據(jù)酶與雜蛋白分子大小的差別（凝膠過(guò)濾法、超離心法）；3.根據(jù)酶和雜蛋白與吸附劑之間吸附與解吸附性質(zhì)的不同（吸附分離法）；4.根據(jù)帶電性質(zhì)（離子交換層析法、電泳分離法、等電聚焦層析法）；根據(jù)酶與雜蛋白的穩(wěn)定性差別（選擇性變性法）；6.根據(jù)酶與底物、輔因子或抑制劑之間的專(zhuān)一性親和作用（親和層析法）。工業(yè)上大多采用微生物發(fā)酵的方法來(lái)獲得大量酶制劑。優(yōu)點(diǎn)：不受氣68酶的純度：

比活力

=活力單位數(shù)/毫克蛋白（氮）純化倍數(shù)

=——————每次比活力第一次比活力產(chǎn)率%（回收率）=——————×100每次總活力第一次總活力酶的純化鑒定：聚丙烯酰胺凝膠電泳法、等電聚焦電泳法酶的純度：純化倍數(shù)=——————每次比活力第一次比活力產(chǎn)69酶的保存：1.低溫（0-4℃，-20℃）；

2.高濃度較穩(wěn)定；

3.加入穩(wěn)定劑；

4.固定化。酶的固定化就是把水溶性酶經(jīng)物理（吸附法與包埋法）或化學(xué)方法（共價(jià)偶聯(lián)法與交聯(lián)法）處理后，使酶與惰性載體結(jié)合或?qū)⒚赴衿饋?lái)成為一種不溶于水的狀態(tài)。吸附法：使酶被吸附于惰性固體的表面，或吸附于離子交換劑上。包埋法：使酶包埋在凝膠的格子中或聚合物半透膜小膠囊中。偶聯(lián)法：使酶通過(guò)共價(jià)鍵連接于適當(dāng)?shù)牟蝗苡谒妮d體上。交聯(lián)法：使酶分子依靠雙功能基團(tuán)試劑交聯(lián)聚合成“網(wǎng)狀”結(jié)構(gòu)。酶的保存：1.低溫（0-4℃，-20℃）；酶的固定化就是把水705維生素與輔酶維生素水溶性維生素脂溶性維生素維生素B族（B1、B2、泛酸、維生素PP、B6、生物素、葉酸，B12）和維生素C等。維生素A、D、E、K等.

維生素是維持生物正常生命過(guò)程所必需的一類(lèi)小分子有機(jī)物，需要量很少，但對(duì)維持健康十分重要。維生素不能供給機(jī)體熱能，也不能作為構(gòu)成機(jī)體組織的物質(zhì)，其主要功能是通過(guò)作為輔酶的成分調(diào)節(jié)機(jī)體代謝。長(zhǎng)期缺乏任何一種維生素都會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的疾?。ňS生素缺乏癥）。生物對(duì)維生素的需要情況取決于：1.在代謝過(guò)程中是否需要；2.自身能否合成。5維生素與輔酶維生素水溶性維生素脂溶性維生素維生素B族（711維生素B1與焦磷酸硫胺素維生素B1由一含S的噻唑環(huán)和一含NH2的嘧啶環(huán)組成，又稱(chēng)硫胺（素）（Thiamine）。焦磷酸硫胺素（TTP）-------是脫羧酶的輔酶。硫胺素+ATPMg2+硫胺素激酶TPP+AMPN—C—CH3HCC—CH2CH2OHSCl1245NH2·HCl3HCCH2124PP1維生素B1與焦磷酸硫胺素維生素B1由一含S的噻唑環(huán)和72主要功能以輔酶方式參加糖的分解代謝。TPP是脫羧酶、脫氫酶的輔酶。功能部位在噻唑環(huán)的C2上。促進(jìn)年幼動(dòng)物的發(fā)育。維生素B1促進(jìn)腸胃蠕動(dòng)，增加消化液的分泌，因而能促進(jìn)食欲。3.保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)。促進(jìn)糖代謝，為神經(jīng)活動(dòng)提供能量，又能抑制膽堿酯酶的活性。缺乏癥腳氣病中樞神經(jīng)和腸胃患糖代謝失常主要功能以輔酶方式參加糖的分解代謝。TPP是脫羧酶、脫731630年，一位叫邦突斯的荷蘭醫(yī)生首先發(fā)現(xiàn)了腳氣病。按照他的解釋?zhuān)?dāng)時(shí)“腳氣”的意思是指綿羊，因?yàn)椤盎歼@種疾病的人，在走路時(shí)像綿羊一樣膝部搖動(dòng)和腿抬高”。1882年，日本的一位將軍觀察到許多船員發(fā)生腳氣病。并注意到食物的質(zhì)量對(duì)此病具有重要的影響。他在給船員每日的白米口糧中添加肉、蔬菜及面包后，發(fā)病者的數(shù)量大大減少。腳氣病—因維生素B1嚴(yán)重缺乏而引起的多發(fā)性神經(jīng)炎。患者的周?chē)窠?jīng)末梢及臂神經(jīng)叢均有發(fā)炎和退化現(xiàn)象，伴有心界擴(kuò)大、心肌受累、四肢麻木、肌肉瘦弱、煩躁易怒和食欲不振等癥狀。同時(shí)因丙酮酸脫羧作用受阻，組織和血液中乳酸量大增，濕性腳氣病還伴有下肢水腫。腳氣病1630年，一位叫邦突斯的荷蘭醫(yī)生首先發(fā)現(xiàn)了74

酵母中含維生素B1最多，其他食物中含量多不高。五谷類(lèi)多集中在胚芽及皮層中。瘦肉、核果和蛋類(lèi)的含量也較多。酵母、細(xì)菌和高等植物能合成維生素B1。天然食品中硫胺素含量每100克中以豬肉最高0.5～1.2mg（其它肉類(lèi)為0.1～0.2mg），豬肝0.4mg，黃豆0.8mg，糙秈0.34mg，止白粳0.13mg。蔬菜、果品、蛋類(lèi)每100克中含硫胺素不大于0.1mg。故肉類(lèi)、豆制品皆為硫胺素很好的來(lái)源。對(duì)孕婦、乳母、青少年、體力勞動(dòng)者宜增添這類(lèi)食品。膳食供給酵母中含維生素B1最多，其他食物中含量多不高752維生素B2和黃素輔酶

維生素B2又稱(chēng)核黃素（riboflavin），是一種核糖醇與6，7—二甲基異咯嗪的縮合物，在自然界多與蛋白質(zhì)結(jié)合成黃素蛋白。H2C—C—C—C—CHOHOHOHOHHHHH1′2′3′4′5′N(xiāo)NNCCONHOCH3CH31234578910核糖醇基異咯嗪基2維生素B2和黃素輔酶維76H2C—C—C—C—CH2OHOHOHOHHHHNNNCCONHOCH3CH3-O—P=OOO-FMN(黃素單核苷酸)OH2COHOH1′2′3′4′5′N(xiāo)NNNHHH9-O—P=OOFAD(黃素-腺嘌呤二核苷酸)FAD(黃素-腺嘌呤二核苷酸)和FMN(黃素單核苷酸)是核黃素(VB2)的衍生物。

VB2+ATP→FMN+ADPFMN+ATP→FAD+PPi氧化還原酶的輔酶H2C—C—C—C—CH2OHOHOHOHHHHNNNCCO77

維生素B2的生理功能是作為遞氫輔酶，參與生物氧化作用。維生素B2每人每天需要量：兒童0.6mg，成人1.6mg。動(dòng)物體內(nèi)不能合成維生素B2。過(guò)量則排出。膳食中長(zhǎng)期缺乏維生素B2，眼角膜和口角血管增生，引起白內(nèi)障、眼角膜炎、舌炎和陰囊炎等。以糧食和蔬菜為主食而肉食攝取較少的人群容易造成維生素B2缺乏。牛奶、動(dòng)物肝臟與腎臟、奶酪、綠葉蔬菜、魚(yú)、蛋類(lèi)中含豐富的維生素B2。

維生素B2的生理功能是作為遞氫輔酶，參與生物783維生素B3

（泛酸）和輔酶A(CoA)輔酶A是生物體內(nèi)代謝反應(yīng)中乙?；傅妮o酶，它的前體是維生素(B3)泛酸。功能：是傳遞?；?，是形成代謝中間產(chǎn)物的重要輔酶。泛酸（VB3）3維生素B3（泛酸）和輔酶A(CoA)輔酶A是生物79

泛酸的生物功能是以CoA形式參加代謝，是?；妮d體，是體內(nèi)?；傅妮o酶，對(duì)糖、脂、蛋白質(zhì)代謝過(guò)程中的乙?；D(zhuǎn)移有重要作用。成人每天需要量為5~10mg，一般膳食的泛酸含量豐富。大白鼠缺乏泛酸，毛發(fā)邊灰白，并自行脫落，毛與皮的色素形成可能與泛酸有關(guān)。泛酸的生物功能是以CoA形式參加代謝，是?；?04維生素B5（PP）和輔酶Ⅰ、輔酶Ⅱ

維生素PP過(guò)去稱(chēng)抗賴(lài)皮病維生素或維生素B5，包括尼克酸（煙酸）和尼克酰胺。尼克酰胺為維生素B5的化學(xué)名。

尼克酸（nicotinicacid）NCOOHNCONH2

尼克酰胺（nicotinamide）4維生素B5（PP）和輔酶Ⅰ、輔酶Ⅱ維生素P81維生素PP組成

NAD+

和

NADP+尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）NCONH2OOH2COHOHNNNNHH9P

-O—O‖NH2P=O-O—O

OH2COHOHO+P尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+）+ATP維生素PP組成

NAD+

和

NADP+尼克82維生素PP功能1.以NAD+或NADP+形式作為脫氫酶的輔酶而起到遞氫體的作用。

2.維持神經(jīng)組織的健康。尼克酰胺對(duì)中樞及交感神經(jīng)系統(tǒng)有維護(hù)作用，缺乏，則常產(chǎn)生神經(jīng)損害和精神紊亂。

3.促進(jìn)微生物生長(zhǎng)。

4.尼克酸可使血管擴(kuò)張，使皮膚發(fā)赤發(fā)癢，尼克酰胺無(wú)此作用。大劑量尼克酸有降低血漿膽固醇和脂肪的作用。維生素PP功能1.以NAD+或NADP+形式83維生素PP缺乏癥

膳食中長(zhǎng)期缺乏維生素PP所引起的疾病為對(duì)稱(chēng)性皮炎，又叫賴(lài)皮病(pellagra)。在狗生黑舌病。賴(lài)皮病患者的中樞及交感神經(jīng)系統(tǒng)、皮膚、胃、腸等皆受不良影響。主要癥狀為對(duì)稱(chēng)性皮炎，消化道炎和神經(jīng)損害與精神紊亂，兩手及其裸露部位呈現(xiàn)對(duì)稱(chēng)性皮炎。中樞神經(jīng)方面的癥狀為頭痛、頭昏、易刺激、抑郁等。色氨酸（Trp）可轉(zhuǎn)變?yōu)槟峥缩０?，以玉米為主食易患缺乏癥（玉米中Trp貧乏）。維生素PP缺乏癥膳食中長(zhǎng)期缺乏維生素PP所引845維生素B6和磷酸吡哆醛維生素B6又稱(chēng)吡哆素，包括吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺。NCH2OHCH2OHHOH3C

吡哆醇(pyridoxol)NCH2OHCHOHOH3C

吡哆醛(pyridoxal)NCH2OHCH2NH2HOH3C

吡哆胺(pyridoxamine)5維生素B6和磷酸吡哆醛維生素B6又稱(chēng)吡哆素，包括吡哆醇85NCH2O—CHOHOH3CP（磷酸吡哆醛，PLP）磷酸吡哆醇吡哆醇吡哆醇氧化酶吡哆醛吡哆胺吡哆胺轉(zhuǎn)氨酶ATPADP磷酸吡哆醇氧化酶磷酸吡哆醛磷酸吡哆胺轉(zhuǎn)氨酶磷酸吡哆胺ATPADP激酶ATPADPNCH2O—CHOHOH3CP（磷酸吡哆醛，PLP）磷酸吡哆86吡哆素為無(wú)色晶體，易溶于水及乙醇，在酸液中穩(wěn)定，在堿液中易被破壞，對(duì)光不穩(wěn)定，吡哆醇耐熱，吡哆醛和吡哆胺不耐高溫。吡哆素+FeCl3→紅色產(chǎn)物吡哆素+重氮化對(duì)一氨基苯磺酸→橘紅色產(chǎn)物吡哆素+2，6-二氯醌氯亞胺→藍(lán)色產(chǎn)物功能：作為輔酶參加多種代謝反應(yīng)，包括脫羧、轉(zhuǎn)氨、氨基酸內(nèi)消旋、Trp代謝（包括Trp→nicotinamide）、含硫氨基酸的脫硫、羥基氨基酸的代謝和氨基酸的脫水等。缺乏癥：導(dǎo)致皮膚、中樞神經(jīng)系統(tǒng)和造血機(jī)構(gòu)的損害。吡哆素為無(wú)色晶體，易溶于水及乙醇，在酸液中穩(wěn)定，在堿液中易被876

葉酸和四氫葉酸(FH4或THF)四氫葉酸是合成酶的輔酶，其前體是葉酸(又稱(chēng)為蝶酰谷氨酸，維生素B11)。四氫葉酸的主要作用是作為一碳基團(tuán)，如-CH3,-CH2-,-CHO等的載體，參與多種生物合成過(guò)程。6葉酸和四氫葉酸(FH4或THF)四氫葉酸是合成酶的輔酶887生物素生物素是羧化酶的輔酶，它本身就是一種B族維生素B7。

生物素的功能是作為CO2的遞體，在生物合成中起傳遞和固定CO2的作用。HNNHCO尿素部分HCCHH2CCHS硫戊烷環(huán)部分(CH2)4COOHC5酸根部分

生物素（維生素B7）為含硫維生素，其結(jié)構(gòu)可視為由尿素與硫戊烷環(huán)結(jié)合而成，并有一個(gè)C5酸枝鏈。7生物素生物素是羧化酶的輔酶，它本身就是一種B族維生素B898維生素C維生素C能防治壞血病，又稱(chēng)抗壞血酸(ascorbicacid)。O=CC—OHC—OHHCHO—C—HCH2OHOO=CC=OC=OHCHO—C—HCH2OHO-2H+2H[還原型][氧化型]功能促進(jìn)各種支持組織及細(xì)胞間粘合物的形成。是脯氨酸羥化酶的輔酶。2.對(duì)生物氧化有重要作用。8維生素C維生素C能防治壞血病，又稱(chēng)抗壞血酸(ascor90維生素C缺乏癥—壞血病

在十五世紀(jì)末，壞血病也是許多航海員長(zhǎng)期臥床的原因。1753年，蘇格蘭海軍軍醫(yī)詹姆斯·林德發(fā)現(xiàn)此病與飲食有關(guān)，并經(jīng)由英格蘭探險(xiǎn)家詹姆斯·庫(kù)克進(jìn)一步引證下。發(fā)現(xiàn)飲用橘子汁、檸檬汁後，可治療和預(yù)防壞血病。

患者感卷怠、全身乏力，精神抑郁、虛弱、厭食、營(yíng)養(yǎng)不良，面色蒼白，牙齦腫脹、出血……。維生素C缺乏癥—壞血病在十五世紀(jì)末，壞血病也91十一維生素D維生素D具有抗佝僂病作用，又稱(chēng)抗佝僂病維生素。已確知有4種，即維生素D2、D3、D4、D5，均為類(lèi)固醇衍生物，其中D2和D3較為重要。只在動(dòng)物體內(nèi)含有維生素D，魚(yú)肝油中含量最豐富。動(dòng)、植物組織中含有能轉(zhuǎn)化為維生素D的固醇類(lèi)物質(zhì)，經(jīng)紫外光照射可轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素D。目前尚不能用人工方法合成，只能用紫外光照射維生素D元的方法來(lái)制造。維生素D為無(wú)色晶體，不溶于水而溶于油脂及脂溶劑，相當(dāng)穩(wěn)定，不易被酸、堿或氧化破壞。十一維生素D維生素D具有抗佝僂病作用，又稱(chēng)抗佝僂病維92功能：調(diào)節(jié)鈣、磷代謝，維持血液正常的鈣、磷濃度，從而促進(jìn)鈣化，使牙齒、骨骼發(fā)育正常。缺乏癥：維生素D攝食不足，不能維持鈣的平衡，兒童骨骼發(fā)育不良，產(chǎn)生佝僂病?；颊吖琴|(zhì)軟弱，膝關(guān)節(jié)發(fā)育不全，兩腿形成內(nèi)曲或外曲畸形。成人則產(chǎn)生骨骼脫鈣作用；孕婦和授乳婦人的脫鈣作用嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致骨質(zhì)疏松癥，患者骨骼易折，牙齒易脫落。機(jī)體只能從膽汁排出過(guò)多的維生素D，維生素D如攝食過(guò)量則會(huì)中毒。早期癥狀為：乏力、疲倦、惡心、頭痛、腹瀉等。較嚴(yán)重時(shí)引起軟組織（包括血管、心肌、肺、腎、皮膚等）的鈣化，導(dǎo)致重大病患。功能：調(diào)節(jié)鈣、磷代謝，維持血液正常的鈣、磷濃度，從而促進(jìn)鈣化93十二維生素E維生素E又稱(chēng)生育酚或抗不育維生素，已知有8種，其中4種（α、β、γ、δ-生育酚）較為重要，α-生育酚的效價(jià)最高。動(dòng)物組織的維生素E都是從食物中取得的。維生素E為淡黃色無(wú)嗅無(wú)味油狀物，不溶于水而溶于油脂。不易被酸、堿和熱破壞，無(wú)氧條件下熱至200℃也穩(wěn)定。極易被氧化。易被紫外光破壞。在259nm有吸收峰。缺乏癥：1.生殖系統(tǒng)的上皮細(xì)胞毀壞，雄性睪丸退化，不產(chǎn)生精子，雌性流產(chǎn)或胎兒被溶化吸收。2.肌肉（包括心肌）萎縮，形態(tài)改變，代謝反常。3.血膽固醇水平增高，紅細(xì)胞破壞，發(fā)生貧血。維生素E攝食過(guò)量無(wú)毒性。十二維生素E維生素E又稱(chēng)生育酚或抗不育維生素，已知有894十三維生素K維生素K是一類(lèi)能促進(jìn)血液凝固的萘醌衍生物。1929年，H.Dam發(fā)現(xiàn)。有K1、K2、K3三種，K1、K2為天然產(chǎn)物，K3為人工合成品。維生素K1為黃色油狀物。維生素K2為黃色晶體。溶于油脂及有機(jī)溶劑，如乙醚、丙酮等，耐熱，但易被光破壞。維生素K的主要作用是促進(jìn)血液凝固，因維生素K是促進(jìn)肝臟合成凝血酶原的重要因素。缺乏癥：動(dòng)物缺乏維生素K，血凝時(shí)間延長(zhǎng)。成人一般不易缺乏維生素K。有維生素K缺乏病狀的人，必伴有其他生理功能不正常的情況，如膽管阻塞，或因腸道疾病妨礙維生素K的吸收。十三維生素K維生素K是一類(lèi)能促進(jìn)血液凝固的萘醌衍生物。95新生嬰兒腸內(nèi)無(wú)菌，不能合成維生素K，身體本身又無(wú)貯存，故易因維生素K的缺乏而出血，應(yīng)當(dāng)在出身前增加母體的維生素K含量。大劑量維生素K可引起動(dòng)物貧血、脾腫大和肝腎傷害。對(duì)皮膚和呼吸道有強(qiáng)烈刺激，有時(shí)還引起溶血。新生嬰兒腸內(nèi)無(wú)菌，不能合成維生素K，身體本身又無(wú)貯存，故易因96反饋抑制：在代謝過(guò)程中局部反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)催化該反應(yīng)的酶所起的抑制作用。葡萄糖6-磷酸葡萄糖葡萄糖激酶ATPADP抑制反饋抑制可認(rèn)為是可逆抑制。別構(gòu)抑制：酶的別構(gòu)位與變構(gòu)劑結(jié)合即會(huì)引起酶活性位的構(gòu)象改變從而改變酶的活性。凡因負(fù)變構(gòu)劑與酶的別構(gòu)位結(jié)合而引起的酶活性下降稱(chēng)為別構(gòu)抑制。反饋抑制：在代謝過(guò)程中局部反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)催化該反應(yīng)的酶所起的抑制97抑制作用的機(jī)制：1.抑制劑與酶結(jié)合成極穩(wěn)定的絡(luò)合物，從而減低或破壞酶的活性。2.破壞酶或輔基的活性基團(tuán)或改變活性位的構(gòu)象。（如重金屬（Ag+、Hg2+）和類(lèi)金屬（As3+）破壞SH）3.奪取酶與底物結(jié)合的機(jī)會(huì)，從而減少酶的作用。（競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑）4.阻抑S+EESE+P反應(yīng)的順利進(jìn)行（反饋抑制）抑制作用的機(jī)制：1.抑制劑與酶結(jié)合成極穩(wěn)定的絡(luò)合物，從而98反應(yīng)物催化劑產(chǎn)物反應(yīng)物催化劑產(chǎn)物99結(jié)束結(jié)束100酶與維生素酶與維生素1011酶的概念酶的分類(lèi)與命名酶的化學(xué)本質(zhì)酶的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系酶作用的專(zhuān)一性2酶作用的機(jī)理3酶反應(yīng)動(dòng)力學(xué)4酶的制備與酶活力的測(cè)定5維生素與輔酶1酶的概念酶的分類(lèi)與命名酶的化學(xué)本質(zhì)酶的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系102

概述1857年，酒精發(fā)酵機(jī)理：酒精發(fā)酵是酵母活細(xì)胞引起的?；铙w酵素非活體酵素Liebig、Berzelius和Wohler等：酒精發(fā)酵的本質(zhì)是物質(zhì)作用的結(jié)果。半個(gè)世紀(jì)的學(xué)術(shù)論戰(zhàn)！酶及酶制劑的發(fā)展史法國(guó)微生物學(xué)家—巴斯德（Pasteur)酵素生機(jī)論物質(zhì)論概述1857年，酒精發(fā)酵機(jī)理：活體酵素非活1031897年，德國(guó)學(xué)者——Buchner兄弟制造醫(yī)藥：酵母細(xì)胞破碎酵母細(xì)胞石英砂研磨浸提過(guò)濾破碎酵母細(xì)胞濾液蔗糖發(fā)酵“劃時(shí)代的、奇跡般的、偉大的”發(fā)現(xiàn)！酒化酶！1897年，德國(guó)學(xué)者——Buchner兄弟制造醫(yī)藥：酵母細(xì)胞104我國(guó)：4000多年前的夏禹時(shí)代-------釀酒已盛行。（酒母）公元10世紀(jì)左右--用豆類(lèi)作豆醬。（霉菌蛋白酶作用于豆類(lèi)蛋白質(zhì)）3000年前--利用麥曲制作飴糖。（淀粉酶水解淀粉為麥芽糖）國(guó)外：1833年，Payen和Person--從麥芽的水抽提物中用酒精沉淀得到淀粉酶制劑（diastase)。1878年，德國(guó)Kuhne—提出“Enzyme”一詞，意為“在酵母中”。1897年，德國(guó)Buchner兄弟–酵母提取液中分離出酒化酶（eymase)。我國(guó)：4000多年前的夏禹時(shí)代-------釀酒已盛行。（酒105酶研究的歷程酶的研究理論研究應(yīng)用研究酶的理化性質(zhì)及催化性質(zhì)的研究；鎖鑰學(xué)說(shuō)(1890,Fischer)、誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)(1968,Koshland)的提出；米氏方程(1913,MichaelisMenten)的建立;脲酶結(jié)晶(1926,Sumner)的獲得；酶的結(jié)構(gòu)與功能之間關(guān)系的闡釋?zhuān)幻阜肿由飳W(xué)的建立。限制性?xún)?nèi)切酶HindⅡ(1970,Smith);核酶的發(fā)現(xiàn)（1982，Cech小組）；抗體酶的發(fā)現(xiàn)（1986，Schultz和Learner)。1808，羅門(mén)：胰酶制革；1917，法國(guó)人：淀粉酶作退漿劑。1949，日本：深層發(fā)酵生產(chǎn)淀粉酶。1959，日本：淀粉酶催化淀粉生產(chǎn)G。1969，日本：酶固定化技術(shù)成功。20世紀(jì)70年代，多種類(lèi)型酶反應(yīng)器的建立。酶研究的歷程酶的研究理論研究應(yīng)用研究酶的理化性質(zhì)及催化性質(zhì)的106酶制劑工業(yè)的興起與發(fā)展興起：

19世紀(jì)，高峰讓吉，開(kāi)設(shè)生產(chǎn)黑曲霉淀粉酶工廠。發(fā)展：自然界中發(fā)現(xiàn)的酶：2500多種。申請(qǐng)專(zhuān)利的酶制劑：100多種。有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的酶制劑：60多種。工業(yè)化生產(chǎn)的酶制劑：20多種。（0.8%）產(chǎn)量（t）產(chǎn)值1981650004億美元1985750006億美元

目前歐洲日本9億美元3500億日元酶制劑工業(yè)的興起與發(fā)展興起：產(chǎn)量（t）產(chǎn)值198165000107世界上有影響的酶制劑廠公司國(guó)家NovoNordisk丹麥Gist-Brocades荷蘭Genencor美國(guó)Alko芬蘭BayerAG德國(guó)Cultor芬蘭Sovay&CieSA比利時(shí)天野制藥日本長(zhǎng)瀨產(chǎn)業(yè)日本74.3%世界上有影響的酶制劑廠公司國(guó)家NovoNor108歐洲酶制劑市場(chǎng)（1993—2019）年份總收入/億美元增長(zhǎng)率/%19934.01-19944.256.220194.546.720194.877.32019257.82019698.320196.198.820006.769.320197.439.820198.1910.220199.0610.7歐洲酶制劑市場(chǎng)（1993—2019）年份總收入/億美元增長(zhǎng)率109酶制劑在各行業(yè)中所占的百分比其他：制革、造紙、畜牧、醫(yī)藥、日化、廢水處理。酶制劑在各行業(yè)中所占的百分比其他：制革、造紙、畜牧、醫(yī)藥、日110世界酶制劑工業(yè)呈現(xiàn)四大發(fā)展趨勢(shì)一、集中壟斷二、市場(chǎng)全球化三、技術(shù)開(kāi)發(fā)周期縮短四、應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴(kuò)大世界酶制劑工業(yè)呈現(xiàn)四大發(fā)展趨勢(shì)一、集中壟斷111我國(guó)酶制劑工業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展態(tài)勢(shì)二、產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀不容樂(lè)觀！我國(guó)酶制劑工業(yè)的產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀產(chǎn)品名稱(chēng)年產(chǎn)量/t技術(shù)狀況國(guó)內(nèi)國(guó)外糖化酶16萬(wàn)30000-35000U/ml50000U/ml以上α-淀粉酶4萬(wàn)6000U/ml蛋白酶5萬(wàn)20000-25000U/ml其他酶200產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差距大產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定總產(chǎn)量25萬(wàn)年銷(xiāo)售額約7億人民幣Novo,93年，9億美元我國(guó)酶制劑工業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展態(tài)勢(shì)二、產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀不容樂(lè)觀！我國(guó)酶制112我國(guó)酶制劑工業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展態(tài)勢(shì)1、酶制劑開(kāi)發(fā)主要是各大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)，經(jīng)費(fèi)不足。

國(guó)家投入有限，而企業(yè)對(duì)開(kāi)發(fā)酶制劑的投資熱情不高。2、生產(chǎn)規(guī)模小，無(wú)法同國(guó)外公司競(jìng)爭(zhēng)。年產(chǎn)量超萬(wàn)噸，銷(xiāo)售收入超3000萬(wàn)元：江蘇無(wú)錫酶制劑廠、浙江德清、蘇州宏達(dá)、山東沂水和張家港華昌5家。3、企業(yè)很少有獨(dú)立開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的嘗試。4、產(chǎn)品品種少，結(jié)構(gòu)極不合理。5、制造成本占銷(xiāo)售價(jià)的80%，國(guó)外僅占30%-50%。6、裝備落后。7、酶制劑應(yīng)用領(lǐng)域十分狹窄。三、主要存在問(wèn)題應(yīng)用領(lǐng)域洗滌劑紡織乳制品淀粉乙醇釀酒飼料焙烤果汁造紙其他國(guó)外酶的比例/%3614.410.87.27.210.18.62.90.72.2國(guó)內(nèi)酶的比例/%17.42極少量極少量81.45少量--極少量少量1.13我國(guó)酶制劑工業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展態(tài)勢(shì)1、酶制劑開(kāi)發(fā)主要是各大學(xué)和科研113

四、未來(lái)發(fā)展展望技術(shù)研究：1、酶的固定化。2、基因工程表達(dá)的酶制劑。3、模擬酶、人工設(shè)計(jì)合成酶、抗體酶、雜合酶。4、非水系統(tǒng)酶反應(yīng)技術(shù)。應(yīng)用研究：1、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，增加新品種。2、實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?jīng)營(yíng)，增加產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。3、加強(qiáng)技術(shù)開(kāi)發(fā)，提高產(chǎn)品質(zhì)量。四、未來(lái)發(fā)展展望技術(shù)研究：應(yīng)用研究：1141酶的一般概念定義：酶是生物細(xì)胞產(chǎn)生的,具有催化能力的生物催化劑。酶具有一般催化劑的特征：1.只能進(jìn)行熱力學(xué)上允許進(jìn)行的反應(yīng)；2.可以縮短化學(xué)反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間，而不改變反應(yīng)的平衡點(diǎn)；3.通過(guò)降低活化能加快化學(xué)反應(yīng)速度。4.反映前后質(zhì)量和性質(zhì)不改變。1酶的一般概念酶具有一般催化劑的特征：115酶的催化特點(diǎn)：1.高效性：通常要高出非生物催化劑催化活性的

108--1020倍。2.專(zhuān)一性：酶對(duì)底物具有嚴(yán)格的選擇性。3.敏感性：對(duì)環(huán)境條件極為敏感。易變性失活。

4.可調(diào)性：酶活性的調(diào)節(jié)和酶合成速度的調(diào)節(jié)。酶的催化特點(diǎn)：3.敏感性：對(duì)環(huán)境條件極為敏感。易變性失活。116二、酶的分類(lèi)與命名

1961年國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)（EnzymeCommittee,EC）根據(jù)酶所催化的反應(yīng)類(lèi)型和機(jī)理，把酶分成6大類(lèi)：氧化還原酶類(lèi)轉(zhuǎn)移酶類(lèi)水解酶裂解酶類(lèi)異構(gòu)酶合成酶類(lèi)二、酶的分類(lèi)與命名1961年國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)（Enzy117酶的分類(lèi)

氧化-還原酶催化氧化-還原反應(yīng)。反映通式：主要包括脫氫酶(dehydrogenase)和氧化酶(Oxidase)。如，乳酸(Lactate)脫氫酶催化乳酸的脫氫反應(yīng)。(1)氧化-還原酶OxidoreductaseAH2+BA+BH2酶的分類(lèi)

氧化-還原酶催化氧化-還原反應(yīng)。(1)氧化-118轉(zhuǎn)移酶催化基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)。即將一個(gè)底物分子的基團(tuán)或原子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)底物的分子上。

例如，谷丙轉(zhuǎn)氨酶催化的氨基轉(zhuǎn)移反應(yīng)。(2)轉(zhuǎn)移酶Transferase酶的分類(lèi)

A·X+BA+B·X轉(zhuǎn)移酶催化基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)。即將一個(gè)底物分子的基團(tuán)或原子轉(zhuǎn)移到另119水解酶催化底物的加水分解反應(yīng)。主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。例如，脂肪酶(Lipase)催化的脂的水解反應(yīng)：(3)水解酶hydrolase酶的分類(lèi)

AB+H2OAOH+BH水解酶催化底物的加水分解反應(yīng)。(3)水解酶hydrol120裂合酶催化從底物分子中移去一個(gè)基團(tuán)或原子形成雙鍵的反應(yīng)及其逆反應(yīng)。主要包括醛縮酶、水化酶及脫氨酶等。(4)裂解酶Lyase酶的分類(lèi)

C—C鍵CH3C=OCOOH+CO2CH3C=OHC—O鍵CH2COOHHO—CH—COOHHCCOOHHOOCCH+H2O裂合酶催化從底物分子中移去一個(gè)基團(tuán)或原子形成雙鍵的反應(yīng)及其逆121異構(gòu)酶催化各種同分異構(gòu)體的相互轉(zhuǎn)化，即底物分子內(nèi)基團(tuán)或原子的重排過(guò)程。

例如，6-磷酸葡萄糖異構(gòu)酶催化的反應(yīng)。(5)異構(gòu)酶Isomerase酶的分類(lèi)

AB異構(gòu)酶催化各種同分異構(gòu)體的相互轉(zhuǎn)化，即底物分子內(nèi)基團(tuán)或原子的122酶的分類(lèi)

合成酶，又稱(chēng)為連接酶，能夠催化C-C、C-O、C-N以及C-S鍵的形成反應(yīng)。這類(lèi)反應(yīng)必須與ATP分解反應(yīng)相互偶聯(lián)。A+B+ATP===AB+ADP+Pi

例如，丙酮酸羧化酶催化的反應(yīng)。丙酮酸+CO2草酰乙酸(6)合成酶LigaseorSynthetase酶的分類(lèi)

合成酶，又稱(chēng)為連接酶，能夠催化C-C、C-O、123酶的命名

系統(tǒng)名、慣用名。系統(tǒng)名：包括所有底物的名稱(chēng)和反應(yīng)類(lèi)型。乳酸+NAD+丙酮酸+NADH+H+乳酸：NAD+氧化還原酶慣用名：只取一個(gè)較重要的底物名稱(chēng)和反應(yīng)類(lèi)型。乳酸：NAD+氧化還原酶乳酸脫氫酶

對(duì)于催化水解反應(yīng)的酶一般在酶的名稱(chēng)上省去反應(yīng)類(lèi)型。酶的命名系統(tǒng)名：包括所有底物的名稱(chēng)和反應(yīng)類(lèi)型。乳酸+NA124一、酶的化學(xué)本質(zhì)及組成（一）大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)

1926年J.B.Sumner首次從刀豆制備出脲酶結(jié)晶，證明其為蛋白質(zhì)，并提出酶的本質(zhì)就是蛋白質(zhì)的觀點(diǎn)。酶是蛋白質(zhì)的證據(jù):

1982年T.Cech發(fā)現(xiàn)了第1個(gè)有催化活性的天然RNA——ribozyme（核酶），以后Altman和Pace等又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了真正的RNA催化劑。

核酶的發(fā)現(xiàn)不僅表明酶不一定都是蛋白質(zhì)，還促進(jìn)了有關(guān)生命起源、生物進(jìn)化等問(wèn)題的進(jìn)一步探討。一、酶的化學(xué)本質(zhì)及組成（一）大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)125（二）酶的組成酶單純酶結(jié)合酶（全酶）=酶蛋白+輔因子輔因子輔酶：與酶蛋白結(jié)合得比較松的小分子有機(jī)物。輔基：與膜蛋白結(jié)合得緊密的小分子有機(jī)物。金屬激活劑：金屬離子作為輔助因子。

酶的催化專(zhuān)一性主要決定于膜蛋白部分，輔因子通常是作為電子、原子或某些化學(xué)基團(tuán)的載體。（二）酶的組成酶單純酶結(jié)合酶（全酶）=酶蛋白+輔因子126（三）單體酶、寡聚酶和多酶復(fù)合物1.單體酶（monomericenzyme)：僅有一條具有活性部位的多肽鏈，全部參與水解反應(yīng)。2.寡聚酶(oligomericenzyme)：由幾個(gè)或多個(gè)亞基組成，亞基牢固地聯(lián)在一起，單個(gè)亞基沒(méi)有催化活性。亞基之間以非共價(jià)鍵結(jié)合。3.多酶復(fù)合物(multienzymesystem)：幾個(gè)酶鑲嵌而成的復(fù)合物。這些酶催化將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的一系列順序反應(yīng)。（三）單體酶、寡聚酶和多酶復(fù)合物1.單體酶（monomeri127丙酮酸脫氫酶系（E.coli）：丙酮酸脫氫酶（EⅠ）、硫辛酰轉(zhuǎn)乙酰酶（EⅡ）和二氫硫辛酰脫氫酶（EⅢ）。EⅠEⅡEⅢ堿性EⅠEⅡEⅢ+EⅡEⅢ+脲丙酮酸脫氫酶系（E.coli）：丙酮酸脫氫酶（EⅠ）、硫辛酰128酶的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系活性部位和必需基團(tuán)必需基團(tuán)：這些基團(tuán)若經(jīng)化學(xué)修飾使其改變，則酶的活性喪失?；钚圆课唬好阜肿又兄苯优c底物結(jié)合，并和酶催化作用直接有關(guān)的部位。必需基團(tuán)活性部位維持酶的空間結(jié)構(gòu)結(jié)合基團(tuán)催化基團(tuán)專(zhuān)一性催化性質(zhì)酶的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系活性部位和必需基團(tuán)必需基團(tuán)：這些基團(tuán)若經(jīng)129

酶分子中與底物結(jié)合的部位或區(qū)域一般稱(chēng)為結(jié)合部位。酶分子的活性部位1．結(jié)合部位Bindingsite酶分子中與底物結(jié)合的部位或區(qū)域一般稱(chēng)為結(jié)合部位。酶分子的130酶與維生素課件131酶分子中促使底物發(fā)生化學(xué)變化的部位稱(chēng)為催化部位。通常將酶的結(jié)合部位和催化部位總稱(chēng)為酶的活性部位或活性中心。結(jié)合部位決定酶的專(zhuān)一性，催化部位決定酶所催化反應(yīng)的性質(zhì)。2．催化部位catalyticsite酶分子中促使底物發(fā)生化學(xué)變化的部位稱(chēng)為催化部位。2．催化部位132酶與維生素課件133酶分子中存在著一些可以與其他分子發(fā)生某種程度的結(jié)合的部位，從而引起酶分子空間構(gòu)象的變化，對(duì)酶起激活或抑制作用。3．調(diào)控部位Regulatorysite酶分子中存在著一些可以與其他分子發(fā)生某種程度的結(jié)合的部位，從134（二）酶原的激活沒(méi)有活性的酶的前體稱(chēng)為酶原。酶原轉(zhuǎn)變成有活性的酶的過(guò)程稱(chēng)為酶原的激活。這個(gè)過(guò)程實(shí)質(zhì)上是酶活性部位形成和暴露的過(guò)程。在組織細(xì)胞中，某些酶以酶原的形式存在，可保護(hù)分泌這種酶的組織細(xì)胞不被水解破壞。（三）同工酶(isoenzyme)——能催化相同的化學(xué)反應(yīng)，但在蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)和免疫性能等方面都存在明顯差異的一組酶。乳酸脫氫酶（LDH）MHMMMMM4HMMMM3HMMHHM2H2MHHHMH3HHHHH4（二）酶原的激活沒(méi)有活性的酶的前體稱(chēng)為酶原。酶原轉(zhuǎn)變成有活性135三、酶催化反應(yīng)的專(zhuān)一性酶作用的專(zhuān)一性結(jié)構(gòu)專(zhuān)一性立體異構(gòu)專(zhuān)一性族（基團(tuán)）專(zhuān)一性絕對(duì)專(zhuān)一性旋光異構(gòu)專(zhuān)一性幾何異構(gòu)專(zhuān)一性三、酶催化反應(yīng)的專(zhuān)一性酶作用的專(zhuān)一性結(jié)構(gòu)專(zhuān)一性立體異構(gòu)專(zhuān)一性136基團(tuán)（族）專(zhuān)一性：對(duì)化學(xué)鍵和鍵一端的基團(tuán)具有專(zhuān)一性。。RCOO-+ROH+H+′酯酶：R—C—O—R′+H2OOOCH2OHOHOHOH15α-葡萄糖苷酶OR+H2OOCH2OHOHOHOHOH15+ROH絕對(duì)專(zhuān)一性：只能作用于某一底物。脲酶：H2N—C—NH2+H2OO2NH3+CO2鍵專(zhuān)一性：對(duì)鍵具有專(zhuān)一性，對(duì)鍵兩端的基團(tuán)無(wú)要求?；鶊F(tuán)（族）專(zhuān)一性：對(duì)化學(xué)鍵和鍵一端的基團(tuán)具有專(zhuān)一性。。RCO1