酶酶的命名和分類(Biocatalytics)酶的命名和分類酶的作用特性酶促反應動力學酶的抑制劑與與藥物分子設計核酸酶和抗體酶寡聚酶、同功酶和固定化酶酶的應用生物催化劑的發(fā)現和發(fā)展酶活力的測定學習要求酶的命名和分類學習要求了解酶的命名和分類弄清酶的化學本質掌握理解活性中心、酶活性、反應初速度、比活性、Km

最適PH、最適溫度、酶原、競爭性抑制弄清影響酶促作用的各種因素掌握酶促作用的動力學和結構基礎對比酶的幾種不同類型的抑制作用酶的作用機制與藥物分子的設計了解核酸酶、抗體酶的相關知識了解同功酶、誘導酶、別構酶、固定化酶的本質和應用章首酶的命名和分類5.1生物催化劑的發(fā)現和發(fā)展一、生物催化劑的發(fā)現1、ferment2、淀粉糖化酶：18333、enzyme1878年4、1926年，脲酶結晶，提出酶的蛋白質的本質5、1963年，牛胰核糖核酸酶的一級結構1965年，雞卵清溶菌酶的三維結構1969年，人工合成核糖核酸酶酶的命名和分類二、生物催化劑的發(fā)展1、Ribozyme

1982年2、抗體酶（abzymes)3、生物酶工程4、人工酶5、模擬酶酶的本質？章首酶的命名和分類5.2酶的命名和分類國際系統(tǒng)命名法：1、名稱由兩部分組成：底物＋反應名稱如：ATP:己糖磷酸轉移酶

2、不管酶催化正反應還是逆反應，都用同一名稱。如：DH2:NAD氧化還原酶習慣名或常用名：1、根據酶所作用的底物命名如：淀粉酶，蛋白酶2、根據酶所催化的反應命名如：轉氨酶，脫氫酶3、在底物、反應基礎上加上酶的來源或其它特點命名如：胰蛋白酶、堿性磷酸酶酶的命名和分類國際系統(tǒng)分類法酶的六大類：氧化還原酶類（oxido-reductases)轉移酶類（transferases)水解酶類（hydrolases)裂合酶類（lyases)異構酶類（isomerases)合成酶類（ligases)如：SOD（超氧化物歧化酶）——EC1.15.1.1（EnzymeCommission)酶的命名和分類章首酶的命名和分類5.3酶的作用特性酶的催化作用特性與酶的催化特性有關的因素酶的非蛋白組分——輔酶和金屬離子章首酶的命名和分類酶的催化作用特性（一）酶是自然界中催化活性最高的一類催化劑

比普通催化劑效能高107～1013倍Movie.decreaseenergy酶的命名和分類（二）酶是具有高度選擇性的催化劑反應專一性(reactionspecificity)

只催化一種或一類反應，幾乎不產生副反應底物專一性(substratespecificity)

(1)結構專一性(structurespecificity)

如：脲酶：只催化水解尿素

(2)立體專一性(stereospecificity)

手性底物，如：淀粉酶只水解D－葡萄糖形 成的1,4-糖苷鍵

(3)幾何專一性(geometricspecificity) 只催化某種幾何異構體底物的反應酶的催化作用特性返回酶的命名和分類酶的催化作用特性（三）酶促反應遵循米氏動力學方程酶的命名和分類1酶分子的結構2酶與底物分子之間的相互作用3酶與底物分子之間的定向效應4酶與反應過渡態(tài)的結合作用5酶與底物的手性選擇性結合作用與酶催化特性有關的因素返回酶的命名和分類（一）酶分子的結構酶的活性中心結合部位：專一性 空間形狀和氨基酸殘基組成上，利于酶－底物復合物的形成。催化部位：高效性

與結合部位重疊或非?？拷缓卸喾N具有活性側鏈的氨基酸殘基；有的含有輔酶或金屬離子；激活底物或降低過渡態(tài)活化能。Movie.EScomplex酶的命名和分類酶的命名和分類酶分子的結構必需基團：與酶的催化活性有關活性中心的必需基團：與底物結合非活性中心的必需基團：具有空間支撐或結構維持作用非必需基團：與酶的其它活性有關，如識別、定位、免疫等Movie.enzymereaction1酶的命名和分類酶的命名和分類返回酶的命名和分類（二）酶與底物分子相互作用酶－底物中間復合物（enzyme-substratecomplex)E+SESE+PMovie.Enzymereaction2返回酶的命名和分類1、靜電引力2、氫鍵

3、疏水鍵相互作用：活性中心是相對的疏水環(huán)境酶－底物結合力酶的命名和分類（三）酶與底物的定向效應底物分子結合到酶的活性中心：1)底物在酶活性中心的有效濃度大大增加2)活性中心的立體構型和相關基團的誘導和定向作用，使底物分子中參與反應的基團相互接近，并被嚴格定位3)是酶促反應具有高效率和專一性的原因返回酶的命名和分類（四）酶與反應過渡狀態(tài)的結合作用酶與反應過渡狀態(tài)的親和力遠大于酶與底物或產物的親和能力Movie.ESPcurve返回酶的命名和分類（五）酶與底物的手性選擇結合作用不對稱催化作用大多數天然產物都具有旋光性酶分子的活性中心部位，含有多個具有催化活性的手性中心，對底物分子起誘導和定向作用，使反應按單一的方向進行。酶的命名和分類酶的命名和分類返回酶的命名和分類三、酶的非蛋白組分——輔酶和金屬離子返回酶的命名和分類（一）輔酶和輔基1、輔酶和輔基的區(qū)別

與酶蛋白結合的強弱——透析2、輔酶和輔基的功能

本質：小分子有機化合物

具有氧化還原性或轉移基團的能力3、輔酶和輔基的作用特點

直接參與反應——“第二底物”全酶中的輔酶決定酶反應專一性——同一輔酶或輔基可以和多種不同的酶蛋白結合形成不同的全酶。全酶中的酶蛋白決定底物專一性酶的命名和分類4、輔酶和維生素大多數輔酶或輔基的前體是維生素，主要是水溶性B族維生素。（一）輔酶和輔基酶的命名和分類返回酶的命名和分類（二）酶分子中的金屬離子金屬酶（mentalloenzymes)，如SOD1）酶蛋白與金屬離子結合緊密2）過渡金屬離子：如Fe2+/Fe3+,Cu2+/Cu+，Zn2+，Mn2+等3）通過配位健與氨基酸殘基側鏈基團相連或作為酶的輔助因子金屬激活酶（metal-activedenzymes)1）結合較松散2）堿金屬離子或堿土金屬離子，如K+,Na+,Mg2+,Ca2+等返回酶的命名和分類什么是酶促反應動力學?米氏方程米氏方程的推導影響酶促反應的因素5.4酶促反應動力學章首酶的命名和分類酶促反應動力學研究酶促反應的速度以及各種因素對反應速度的影響，其中酶與底物之間的作用問題是研究酶促反應的核心問題。返回酶的命名和分類酶促反應動力學米氏方程（MichaelisMenten方程）Km的意義？

返回酶的命名和分類米氏方程的推導酶促反應歷程Movie.equation1ES降解速率Movie.equation2反應平衡時Movie.equation3米氏方程Movie.equation4米氏曲線Movie.double-curveES形成速率Movie.ESk1返回酶的命名和分類影響酶作用的因素(1)溫度對酶作用的影響(2)pH對酶作用的影響(3)酶濃度對酶作用的影響(4)激活劑對酶作用的影響

(5)抑制劑對酶作用的影響返回酶的命名和分類1)溫度對酶作用的影響酶的最適溫度（optimumtemperature,Tm）在一定范圍內，反應速度達到最大時的溫度稱為酶的最適溫度（optimumtemperature,Tm）。最適溫度不是酶的特征物理常數。返回酶的命名和分類2)pH對酶作用的影響

pH對酶促反應速度的影響，主要有下列原因：1影響酶和底物的解離2影響酶分子的構象酶的命名和分類酶的命名和分類返回酶的命名和分類3)酶濃度對酶作用的影響返回酶的命名和分類4)激活劑對酶作用的影響凡能提高酶的活性，加速酶促反應進行的物質都稱為激活劑或活化劑(activator)。一般認為，激活劑的作用主要有以下幾個方面：1．解除抑制劑的抑制作用2．輔酶和輔基是構成某些有活性的全酶的必要組成成份3．無機離子激活許多酶類返回酶的命名和分類4.5酶的抑制劑與藥物分子設計返回酶的作用機理movie酶的命名和分類什么是抑制劑？抑制劑的作用機理？抑制劑的分類及特點？抑制劑的作用機理與藥物分子設計酶的命名和分類抑制劑定義能夠降低酶的活性，使酶促反應速度減慢的物質。酶的命名和分類抑制劑作用機理底物類似物－－活性中心結合非底物類似物－－不與活性部位結合，但和酶活性部位以外的必需基團結合，從而影響酶促反應過程。酶的命名和分類抑制作用分類抑制作用分類：根據抑制劑與酶作用方式的不同不可逆抑制可逆抑制酶的命名和分類不可逆抑制（irreversibleinhibition)概念：抑制劑與酶活性中心必需基團以共價鍵結合，阻礙了底物的結合或破壞了酶的催化基團，不能用透析或超濾等方法去除抑制劑。結合部位：活性中心必需基團結合方式：共價鍵分類：根據抑制劑對酶選擇性的方式非專一性不可逆抑制專一性不可逆抑制酶的命名和分類非專一性不可逆抑制概念：一種抑制劑可作用于酶分子上的不同基團或作用于幾種不同的酶例如：烷化劑類：碘乙酸?；瘎╊悾核狒?、磺酰氯酶的命名和分類專一性不可逆抑制Ks型：一種抑制劑只作用于酶分子中一種氨基酸側鏈基團，該氨基酸殘基屬于酶的必需基團。如：有機汞：專一作用于巰基有機磷農藥：專一作用于絲氨酸羥基如樂果、敵百蟲等Kcat型：結構及作用特點：

抑制劑為底物的類似物，但其結構中潛藏著一種化學活性基團，在酶的作用下，潛在的化學活性基團被激活，與酶的活性中心發(fā)生共價結合，不能再分解，酶因此失活。自殺性底物酶的命名和分類用自殺性底物對付抗青霉素的菌株青霉素分子耐藥性產生的原因解決耐藥性的方法酶的命名和分類青霉素分子青霉素酶誘導酶，耐藥性β－內酰胺環(huán)與噻唑環(huán)融合酶的命名和分類對青霉素酶具有抑制作用的青霉素產品clavulanicacid本身沒有顯著的抗菌活性，但它對青霉素酶來說，因此，將clavulanicacid與對青霉素酶敏感的青霉素可以組合成新的青霉素制劑?，F在這種類型的青霉素產品己經被廣泛應用。自殺性底物酶的命名和分類cefoxitin，先鋒霉素(或稱為頭抱菌素）類抗生素，其結構為:由鏈霉菌產生，穩(wěn)定性好的原因主要是其分子中β-內酰胺環(huán)上連接的噻唑側鏈基團和甲氧基的空間位阻作用，影響了與青霉素酶的結合。對青霉素酶不敏感的青霉素新品種酶的命名和分類可逆抑制（reversibleinhibition)概念：抑制劑與酶蛋白以非共價鍵結合，具有可逆性，可用透析、過濾等方法將抑制劑除去。結合部位：活性中心，非活性中心結合方式：非共價鍵分類：酶的命名和分類可逆抑制的分類抑制劑與底物是否競爭與酶的結合1.競爭性抑制(Competitiveinhibition)2.非競爭性抑制(uncompetitiveinhibition)3.反競爭性抑制(anticompetitiveinhibition)酶的命名和分類1.競爭性抑制

(Competitiveinhibition)概念：抑制劑的化學結構與底物相似，與底物競爭性的與酶的活性中心結合。酶的命名和分類酶的命名和分類概念：酶可以同時與底物及抑制劑結合，兩者沒有競爭作用。2.非競爭性抑制

(noncompetitiveinhibition）酶的命名和分類酶的命名和分類3.反競爭性抑制

(anticompetitiveinhibition)概念：抑制劑能與酶與底物的復合物ES結合，不再分解，從而降低形成產物的數量。酶的命名和分類酶的命名和分類Vmax減小，Km不變酶的命名和分類磺胺類藥物顯效結構——對氨基苯磺酰胺與對氨基苯甲酸產生競爭性拮抗節(jié)首酶的命名和分類結構類似物對氨基苯磺酰胺對氨基苯甲酸（PABA）節(jié)首酶的命名和分類與PABA產生競爭性拮抗競爭酶表面返回FH2

L-Glu+對氨基苯甲酸＋喋啶FH2

合成酶--------FH4

FH2

還原酶安全：人體可從食物獲取FH2，而微生物不能從外界環(huán)境獲得，故磺胺類藥物對人體無害?？咕V廣：凡需自身合成FH2的微生物，均易受到磺胺藥的抑制。酶的命名和分類6.6酶活力的測定概念：酶活力、比活力、酶活力單位掌握：測定酶活力時需要注意的問題酶的命名和分類酶活力及其測定酶活力（activity):酶催化一定化學反應的能力酶活力測定中需要注意的問題1、最適條件2、底物量3、反應初期測定，保持反應速度恒定酶的命名和分類酶的活力單位（enzymeunit)定義：標準條件下，1min內催化1微摩爾底物轉化為產物的酶量定義為一個酶活力單位。實質：酶所催化反應的初始速度單位：μmol/min

返回酶的命名和分類酶的比活力（specificactivity)定義：每毫克酶蛋白所含的酶活力單位數單位：u/mgpr實質：表示酶純度酶的命名和分類5.7核酸酶和抗體酶核酶（Ribozyme）抗體酶(abzymes)酶的命名和分類核酶返回核酶的發(fā)現核酶的催化性質核酶的研究中的兩個問題酶的命名和分類核酶的發(fā)現Altman發(fā)現RNase-P的蛋白部分不具催化功能，而RNA部分在有足夠濃度Mg2+離子存在下，能起核酸水解酶的作用。Cech發(fā)現RNA原生動物四膜蟲的Pre-rRNA是一種具有自催化性能的核酶。證明了核酸既是信息分子，又是功能分子節(jié)首

退回核酶結構圖酶的命名和分類催化過程圖

退回轉酯作用轉酯作用酶的命名和分類核酶的催化性質RNA作用于RNA核酸酶催化的反應主要包括:水解反應(RNA限制性內切酶活性)，連接反應(聚合酶活性)和轉核苷酰反應等。最近核酸酶的其他作用底物也已被發(fā)現，如多糖、DNA以及氨基酸酯等。返回

退回酶的命名和分類核酶的研究中的兩個問題

核酶催化效率太低由于核酶本身是RNA，很容易被核酸水解酶(RNase)所破壞因此，要將核酶應用于體內阻斷基因表達或作為抗病毒的臨床藥物，還要做大量的研究工作。

退回節(jié)首酶的命名和分類抗體酶(abzymes)本質是免疫球蛋白(immunologlobulins)人工的方法使其獲得了酶的屬性，所以又稱為催化性抗體(catalyticantibody)。內容介紹返回酶的命名和分類抗體酶(abzymes)內容介紹節(jié)首返回抗體酶的理論基礎抗體酶的制備抗體酶的發(fā)展前景酶的命名和分類抗體酶的理論基礎

退回酶與底物形成過渡態(tài)理論抗體蛋白的特性節(jié)首酶的命名和分類抗體蛋白的特性

酶與抗體這兩種蛋白質之間盡管功能不同，但它們與各自的配基(酶-底物、抗體-抗原)的結合特性，如結合方式、動力學過程等都非常相似。從20世紀60年代起，有人開始了對抗體進行修飾，并使其獲得酶的屬性的研究。

退回節(jié)首酶的命名和分類酶與底物形成過渡態(tài)理論

酶活性中心的活性基團與底物相互作用形成穩(wěn)定的過渡狀態(tài)，大大降低了反應的活化能。構建一個對某種過渡狀態(tài)具有最佳締合狀態(tài)的抗體，就有可能觀察到抗體催化相應底物發(fā)生化學反應的效果。

退回節(jié)首酶的命名和分類抗體酶的制備專一性催化某種碳酸酯和羧酸酯水解的抗體酶的制備方法主要包括以下幾個過程：過渡態(tài)類似物(半抗原)的構建抗原的制備應用單克隆抗體篩選技術制備抗體酶

退回節(jié)首酶的命名和分類過渡態(tài)類似物(半抗原)的構建由于準確的過渡狀態(tài)很難確定或難以合成，因此，制備抗體酶時用的半抗原（haptens)是一個結構比較穩(wěn)定、在價鍵取向、電荷分布等都與過渡態(tài)相似的類似物(transitionstateanalog)。

退回節(jié)首酶的命名和分類抗原的制備

將人工設計并構建的過渡態(tài)類似物(半抗原)，用化學方法經間隔基與載體蛋白相連，即形成一個抗原(antigen)。

退回節(jié)首酶的命名和分類應用單克隆抗體篩選技術制備抗體酶

人們無法從血清中得到單一的抗體動物脾臟中的淋巴細胞B(lymphocyteB)的細胞，它能產生并分泌出唯一的一種抗體。1975年單克隆抗體（monoclonal

antibodies）技術發(fā)明

退回節(jié)首酶的命名和分類單克隆抗體（monoclonal

antibodies）技術

單克隆抗體技術的關鍵是將分離純化的骨髓瘤細胞（myelomacell）在培養(yǎng)條件下與淋巴細胞B融合生成一種特殊的雜交瘤細胞（hybridomacell）。這種雜交瘤細胞能夠產生單一的抗體，又能在細胞培養(yǎng)條件下快速繁殖，因而可以大量制備單一抗體。

退回酶的命名和分類抗體酶的發(fā)展前景

用于研究酶的作用機制在抗體酶研究過程中，可以直接觀察到過渡態(tài)理論對抗體酶設計所起的重要作用。用于實現酶促反應的有機合成

退回返回酶的命名和分類5.8寡聚酶、同工酶和固定化酶寡聚酶同工酶固定化酶酶的命名和分類寡聚酶

由兩個或兩個以上，乃至多達數十個亞基組成的酶稱為寡聚酶。其分子量從35000到幾百萬，可分為幾種不同的類型：1）含相同亞基的寡聚酶2）含不同亞基的寡聚酶節(jié)首酶的命名和分類含相同亞基的寡聚酶目前，帶傾向性的認為單體酶（僅含一條肽鏈，如一些蛋白水解酶、核糖核酸酶等）比較少見，而更普遍的是以寡聚酶的形式存在。例如，在糖酵解（糖的無氧分解代謝）中的許多酶都是寡聚酶，各有不同數目的亞基，見表5－6。

退回節(jié)首酶的命名和分類含不同亞基的寡聚酶雙功能寡聚酶含有專一性的、非酶蛋白亞基的寡聚酶具有底物載體亞基的寡聚酶

退回酶的命名和分類雙功能寡聚酶有的寡聚酶所含的亞基結構不同，每種亞基表現不同的功能，因而整個酶分子催化兩個相關的反應，這種寡聚酶稱為雙功能寡聚酶。

示例

退回節(jié)首酶的命名和分類大腸桿菌的色氨酸合成酶

含A和B兩種蛋白質蛋白質A含有一個亞基α，蛋白質B含有兩個亞基ββ。這兩種蛋白質各自催化一個化學反應。

退回節(jié)首酶的命名和分類大腸桿菌色氨酸合成酶催化的化學反應

吲哚甘油磷酸

吲哚＋3－磷酸甘油醛吲哚＋L-絲氨酸

L-色氨酸當兩個A蛋白與一個B蛋白結合形成α、α、ββ聚合體時，就構成了完整的色氨酸合成酶（以α２β２表示）。它能將上述兩個反應偶聯而催化總反應：吲哚甘油磷酸＋L-絲氨酸

L-色氨酸＋3-磷酸甘油醛

退回節(jié)首酶的命名和分類含有專一性的、非酶蛋白亞基的寡聚酶這種寡聚酶含有兩種亞基，一種有催化作用，另一種沒有催化作用。后者為非酶蛋白，它能決定酶促反應的專一性。

示例

退回節(jié)首酶的命名和分類哺乳動物中的乳糖合成酶催化乳糖的合成反應UDP-半乳糖＋葡萄糖

乳糖＋

UDP此酶含有A及B兩種蛋白質亞基，A具有催化活性，B為非酶蛋白。A蛋白單獨存在時可催化下列反應：

UDP-半乳糖＋N-乙酰葡萄糖胺

N-乙酰乳糖胺＋UDP但是B存在時才能催化乳糖生成的反應，可見A的專一性由B決定。

退回節(jié)首酶的命名和分類蛋白質A與蛋白質BB蛋白就是α-乳清蛋白，是一個特殊的非酶蛋白質。在A所催化的上述反應中加入B后，B與A聯結，這時UDP-半乳糖與N-乙酰葡萄糖胺的反應受到抑制，而與葡萄糖的反應則加強。蛋白質A廣泛地存在于動物的各種組織中，而蛋白質B僅存在于乳腺之中，所以只有在乳腺中才能合成乳糖

退回節(jié)首酶的命名和分類具有底物載體亞基的寡聚酶

在某些寡聚酶中，亞基作為底物載體而起作用。這種寡聚酶可以看作是由具有酶活性的蛋白部分和作為底物載體的蛋白部分組成。

示例

退回節(jié)首酶的命名和分類大腸桿菌的乙酰輔酶A羧化酶三個蛋白質部分組成：兩個具有催化活性的蛋白

生物素羧化酶及轉?；敢粋€具有專一性的生物素羧基載體蛋白亞基（BCCP）。這三個部分聯結起來催化的反應分兩步進行：專一性地運載底物CO2

退回節(jié)首酶的命名和分類三個部分聯結起來催化的反應BCCP

＋

CO2

＋

ATP

CO2～BCCP

＋ADP

＋

PiCO2～BCCP

＋

RH

BCCP

＋RCOOH

退回節(jié)首酶的命名和分類同工酶它指來自單一且均一的，或甚至全然不同的生物來源的兩種或兩種以上的酶群或酶型。它們的結構、性質不同，但卻能催化相同的反應。用凝膠電泳技術可從細胞抽提液中分離某些酶的同工酶乳酸脫氫酶節(jié)首酶的命名和分類乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶是四聚體：LDH1—LDH6在多數組織中由兩個遺傳位點所決定的兩類亞基，即肌肉型亞基（A或M）和心臟型亞基（B或H）組成在精囊和精子中第三個遺傳位點決定的C亞基組成節(jié)首酶的命名和分類乳酸脫氫酶每種組織LDH同工酶譜具有特定的相對百分率，若某一組織發(fā)生病變，必將釋放其中LDH同工酶到血液中，導致血清酶譜的變化，這些變化常常是一特定疾病或該疾病特定階段的特征。

退回節(jié)首酶的命名和分類血清LDH同工酶酶譜的變化規(guī)律心臟疾病

LDH1及LDH2上升，LDH3及LDH4下降。急性肝炎

LDH5明顯升高，隨病情好轉而逐漸恢復正常。慢性肝炎一般處于正常范圍，部分病例可見LDH5有所升高。肝硬變

LDH5,LDH1和LDH3均升高。節(jié)首酶的命名和分類血清LDH同工酶酶譜的變化規(guī)律原發(fā)性肝癌

LDH3,LDH4,LDH5均上升，但LDH5＞LDH4轉移性肝癌

LDH3,LDH4,LDH5均上升，但LDH4＞LDH5

退回節(jié)首酶的命名和分類固定化酶（不溶酶）

是由物理化學的方法連接到水不溶支持物，如瓊脂糖、聚丙烯酰胺上而不破壞活性的酶。

優(yōu)點節(jié)首酶的命名和分類固定化酶的優(yōu)點保持著酶的高度專一性及高催化效率還有類似于離子交換樹脂的優(yōu)點：有一定的機械強度可以充分洗滌，不帶進雜質分離方便，可反復使用穩(wěn)定性大為提高，可較長期使用或貯藏

退回節(jié)首酶的命名和分類5.9酶的應用蛋白酶淀粉酶酯酶纖維素酶酶的命名和分類一、蛋白酶蛋白酶的相關知識蛋白酶的應用節(jié)首酶的命名和分類蛋白酶的相關知識選擇性攻擊含氮化合物，特別是蛋白質的酶，屬肽類水解酶。凡能水解蛋白質的酶，在剛合成時都沒有活性，被稱為酶原。酶原通過自催