學習情境二:新藥肝毒性和致癌性動物試驗中常檢測的酶指標你知道我們每天靠什么來消化食物嗎?酶上海農林職業(yè)技術學院酶的發(fā)現1773年，意大利科學家斯帕蘭扎尼（L.Spallanzani,1729—1799）設計了一個巧妙的實驗：將肉塊放入小巧的金屬籠中，然后讓鷹吞下去。過一段時間他將小籠取出，發(fā)現肉塊消失了。于是，他推斷胃液中一定含有消化肉塊的物質。但是什么，他不清楚。1836年，德國科學家施旺（T.Schwann,1810—1882）從胃液中提取出了消化蛋白質的物質。解開胃的消化之謎。酶的發(fā)現1926年，美國科學家薩姆鈉（J.B.Sumner,1887—1955）從刀豆種子中提取出脲酶的結晶，并通過化學實驗證實脲酶是一種蛋白質。20世紀30年代，科學家們相繼提取出多種酶的蛋白質結晶，并指出酶是一類具有生物催化作用的蛋白質。20世紀80年代，美國科學家切赫（T.R.Cech,1947—）和奧特曼（S.Altman,1939—）發(fā)現少數RNA也具有生物催化作用。知識點一:初步認識酶一:酶的化學本質和特性1、概念：酶是活細胞合成的一類具有催化功能的生物分子，所以又稱為生物催化劑。酶促反應：酶催化的生物化學反應。底物：酶促反應的反應物。產物：酶促反應的生成物。2、酶的本質：主要是蛋白質，并且具有蛋白質的所有特征。知識點一:初步認識酶3、酶的特性：1）酶和一般催化劑的共性：

用量少而催化效率高、能夠改變反應的速度，但不能改變化學反應平衡；只能催化熱力學允許的反應，在反應前后質量與性質不變。知識點一:初步認識酶2）酶的特性：高效催化性:其效率是一般無機催化劑的10的7次冪~~10的13次冪。例如：過氧化氫分解

2H2O22H2O+O2用Fe+催化，效率為6*10-4

mol/mol.S，而用過氧化氫酶催化，效率為6*106mol/mol.S。用

-淀粉酶催化淀粉水解，1克結晶酶在65C條件下可催化2噸淀粉水解。酶的特性：高度特異性(專一性):每一種酶只能催化一種或一類化學反應.絕對專一性一種酶只催化一種底物進行反應的稱絕對特異性，如脲酶只能水解尿素使其分解為二氧化碳和氨酶的特性：2）相對專一性若一種酶能催化一類化合物或一類化學鍵進行反應的稱為相對特異性，如酯酶既能催化甘油三脂水解，又能水解其他酯鍵。包括族(group)專一性。如-葡萄糖苷酶，催化由-葡萄糖所構成的糖苷水解，但對于糖苷的另一端沒有嚴格要求。和鍵(Bond)專一性。如酯酶催化酯的水解，對于酯兩端的基團沒有嚴格的要求。酶的特性：3）立體異構專一性

旋光異構專一性如：D-氨基酸氧化酶只能催化D-氨基酸氧化脫氨。而對L-氨基酸無作用幾何異構專一性如：琥珀酸脫氫酶只能催化琥珀酸脫氫生成延胡索酸，而不能生成順丁烯二酸，稱為幾何異構專一性酶的特性：反應條件溫和性:酶促反應一般在pH5-8水溶液中進行，反應的溫度范圍為20-40

C。高溫或其它苛刻的物理或化學條件，可引起酶的失活酶的特性可調控性:抑制劑調節(jié)、共價修飾調節(jié)、反饋調節(jié)、酶原激活及激素控制等知識點一:初步認識酶二：酶的分子組成：1、單純蛋白酶：只含有蛋白質部分。如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等。2、結合蛋白酶（全酶）：含蛋白質部分（酶蛋白）和非蛋白部分（輔助因子）。全酶=酶蛋白+輔助因子輔助因子1）輔基：與酶蛋白以共價鍵結合，不能用透析或超濾的方法將其與酶蛋白分開的緊密的小分子有機物。知識點一:初步認識酶輔基是金屬離子或一類有機化合物，輔基在整個酶促反應過程中始終與酶的特定部位結合。例如細胞色素氧化酶的鐵卟啉。知識點一:初步認識酶2）輔酶：與酶蛋白以非共價鍵結合，能用透析或超濾的方法將其與酶蛋白分開的小分子有機物。很多輔酶的前體是B族維生素。3）金屬酶：金屬離子作為輔助因子。酶蛋白與金屬離子結合緊密。金屬離子作為酶的輔助因子，在酶促反應中傳遞電子、原子。Fe2+、Fe3+、Cu3

、Zn2+、Mn2+、Co2

等。應用：蒸餾水能喝嗎？知識點一:初步認識酶銅是機體內蛋白質和酶的重要組分，如銅藍蛋白、細胞色素、C氧化酶等。許多關鍵的酶，需要銅的參與和活化，對機體的代謝過程產生作用。作用1大腦的“益友”銅與鋅、鐵等一樣都是大腦神經遞質的重要成分。缺使記憶衰退、思維紊亂、反應遲鈍，甚至步態(tài)不穩(wěn)、運動失常等。知識點一:初步認識酶作用2：心臟的“衛(wèi)士”。銅元素在人體內參與多種金屬酶的合成，其中的氧化酶是構成心臟血管的基質膠原和彈性蛋白形成過程中必不可少的物質，而膠原又是將心血管的肌細胞牢固地連接起來的纖維成分，彈性蛋白則具有促使心臟和血管壁保持彈性之功能。缺乏，此類酶的合成減少，心血管就無法維持正常的形態(tài)和功能，從而給冠心病入侵以可乘之機。知識點一:初步認識酶作用3：造血的“助手”鐵是人體造血的重要原料，但鐵元素要成為紅血球中的一部分，必須依靠銅元素的幫忙。血紅蛋白中的鐵是三價鐵離子，而來源于食物中的乃是二價鐵離于，二價鐵離子要轉化成三價鐵離子，有賴于含銅的活性物質——血漿銅藍蛋白的氧化作用。缺銅，血漿銅藍蛋白的濃度勢必降低，從而導致鐵難以轉化而誘發(fā)貧血癥。知識點一:初步認識酶作用4：

癌癥的“克星作用5：抗衰老的“能手”人體的衰老是因為體內的自由基的代謝廢物起著相當大的作用，其中的羥自由基，毒性最強，不但會通過脂質過氧化反應損害細胞膜，而且會破壞細胞核的遺傳物質，導致細胞死亡。此外，還可使許多重要酶的活性降低甚至消失。研究表明，含銅的金屬硫蛋白、超氧化物歧化酶等具有較強的清掃此種代謝廢物的功能，保護人體細胞不受其害。知識點一:初步認識酶作用6：流感的“天敵”。英國藥物學聯合會的專家們最近找到了一種預防“流行性感冒”的最簡便辦法，那就是將一種普通維生素C與銅元素結合起來服用，即可收到良好的效果。實驗證明，人體攝入足夠的銅，可在侵入人體的流感病毒表面聚集較多的銅離子，從而為維生素攻擊流感病毒提供有效的“靶子”。維生素C與病毒表面的銅離子發(fā)生作用，構成一種可以分離的含有活性氧離子的不穩(wěn)定化合物，促使含有蛋白質的病毒表面發(fā)生破裂，進而置病毒于死地。為此，專家將維生素C與銅元素稱為一對防治流感的最佳“搭檔”。知識點一:初步認識酶作用7：防治白發(fā)的“靈丹”人的頭發(fā)為何早白？體內缺銅是一個重要原因。缺銅可使人體內的酪氨酸酶的形成困難，導致酪氨酸轉變成多巴的過程受阻。多巴為多巴胺的前體，而多巴胺又是黑色素的中間產物，最終妨礙黑色素的合成，遂引起頭發(fā)變白。欲求黑發(fā)不衰，補足銅元素是有效的一招。如何補銅呢？增加富含銅元素的食物，如動物肝臟、蝦、豆類、鮮肉、果仁等。知識點一:初步認識酶3、根據酶蛋白的結構特點可將酶分成：單體酶：只有一條多肽鏈，一般催化水解反應的酶。如溶菌酶知識點一:初步認識酶寡聚酶：由幾個甚至幾十個亞基組成，這些亞基可以是相同的多肽鏈，也可不同，亞基之間不是共價結合，容易分開。如磷酸化酶。如糖代謝過程中的很多酶均屬于寡聚酶。

多酶復合體：由幾個酶彼此鑲嵌成一個功能完整的具有特定結構的復合體,有利于一系列反應的進行。如脂肪酸合成酶。知識點一:初步認識酶三、酶的分子結構：1、必需基團與活性中心：1）活性中心：酶分子中直接與底物結合并催化底物發(fā)生化學反應的部位。活性中心結合中心：酶與底物結合的部位，決定酶的專一性（選擇性）。催化中心：催化底物發(fā)生化學反應的部位。決定了酶的催化效率和反應性質。知識點一:初步認識酶2)必需基團：在酶分子中和酶的催化活性直接相關的基團，活性中心內外都有。知識點一:初步認識酶2、酶原及酶原的激活：為什么血液在血管內流動，但一出血就會凝固？1）

酶原：酶的無活性的前體。2）酶原的激活：從無活性的酶原變?yōu)橛谢钚缘拿傅倪^程。3）酶原激活的本質：：酶原的激活實質上是酶活性部位形成或暴露的過程。酶原激活的應用如果酶原的激活過程發(fā)生異常，將導致一系列疾病的發(fā)生。出血性胰腺炎的發(fā)生就是由于蛋白酶原在未進小腸時就被激活，激活的蛋白酶水解自身的胰腺細胞，導致胰腺出血、腫脹。知識點一:初步認識酶3、同工酶：存在于同一種屬或同一個體的不同組織或同一細胞的不同亞細胞結構能催化相同的化學反應，但在分子的結構、理化性質和免疫性能等方面都存在明顯差異的一組酶。如：乳酸脫氫酶：心肌型（M)骨骼肌型（H)LDH1:H4LDH2:MH3LDH3:M2H2LDH4:M3H1LDH5:M4應用:1)遺傳與分類學：判別遺傳標志的工具。2）發(fā)育學：標志個體發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)育的關系。知識點一:初步認識酶3）醫(yī)學臨床診斷：體內同工酶的變化，可作為機體組織損傷、遺傳缺陷或腫瘤分化的的分子標志。知識點一:初步認識酶4、變構酶：別構酶，由兩個以上亞基組成，除具有與底物結合的活性中心外，還有與調節(jié)劑結合的調節(jié)中心。當酶與調節(jié)劑結合后，酶蛋白的構象發(fā)生變化，從而引起酶活性發(fā)生變化。應用：激素調節(jié)情緒。知識點一:初步認識酶3、酶活力概念：稱為酶活性，一般把酶催化一定底物發(fā)生化學反應的能力稱為酶活力。通常以在一定條件下酶所催化的化學反應速度來表示。酶活力可用單位時間內單位體積中底物的減少量或