第三章酶蛋白的结构与功能本章主要内容: 1. 酶的定义; 2. 酶的化学组成与结构; 3. 酶催化作用的一般特点; 4. 酶的作用机制; 5. 影响酶活性的因素; 6. 酶工程简介。生命=新陈代谢+遗传变异物质代谢消化排泄废物化学变化(分解,合成) 产生储存利用细胞能量代谢++ 营养吸收酶的研究简史公元前两千多年,我载。 1857 年, Pasteur 认为发酵是酵母细胞中酵素催化作用的结果。 1877 年, Kü hne 首次提出 enzyme 的概念 1926 年, Summer 首次从刀豆中提纯出脲酶结晶。 1982 年, Cech 首先发现 RNA 也具有酶的催化活性,并提出核酶( ribozyme )的概念。 1995 年 Cuenoud 等发现 DNA 也有酶的活性。第一节酶的一般概念酶是由生物活细胞所产生的,在体内外均具有高度专一性和极高催化效率的生物大分子,包括蛋白质和核酸。早在 1926 年, Summer 就提出酶的化学本质是蛋白质。后来 Northrop 进一步证实了这一结论。现已发现 20000 多种蛋白酶。一、酶的定义①经酸碱水解后的终产物是氨基酸,能被蛋白酶水解而失活; ②具有空间结构的生物大分子,凡使蛋白质变性的因素都可使酶变性失活; ③两性电解质,在不同 pH 下呈现不同的离子状态,在电场中向某一电极泳动,具有特定的 pI; ④与蛋白质一样,具有不能通过半透膜的胶体性质; ⑤具有蛋白质所具有的化学呈色反应。以上事实表明酶在本质上属于蛋白质。酶是蛋白质的主要依据: 1982 年, Cech 和 Altman 首先发现 rRNA 的前体本身具有自我催化作用—核酶( ribozyme )的概念。以后不少的实验证明,某些 RNA 和 DNA 确实具有酶的催化活性。以蛋白质为主要成分的具有催化活性的生物分子,在生物体中温和的条件下,能高效且专一地催化各种生物化学反应,故又称为生物催化剂。酶的命名有习惯命名法和系统命名法。习惯命名法大多根据酶所催化的底物、反应的性质以及酶的来源而定。系统命名法规定每一酶均有一个系统名称,它标明酶的所有底物与反应性质,底物名称之间以“∶”分隔。由于许多酶的系统名称过长,为了应用方便,国际酶学委员会又从每种酶的数个习惯名称中选定一个简便实用的推荐名称。二、酶的命名与分类(一)酶的命名 1. 根据酶蛋白的化学组成分类简单酶蛋白& 结合酶蛋白简单酶蛋白(simple protein) :除了蛋白质外,不含其他物质,如脲酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和核糖核酸酶等。结合酶蛋白(conjugated protein) :除了蛋白质外,还要结合一些对热稳定的非蛋白质小分子物质或金属离子,前者称为脱辅酶( apoenzyme 或 apoprotein ),后者称为辅助因子( cofactor ),脱辅酶与辅因子结合后所形成的复合物称为“全酶”( holoenzyme )。(二)酶的分类脱辅酶+辅助因子=全酶 Apoenzyme + cofactor = holoenzyme 金属离子: 辅助因子有机小分子 Na +、K +、 Mg 2+、 Cu 2+、 Zn 2+和 Fe 2+辅酶(coenzyme) 辅基(prosthetic group) 辅助因子( cofactor )
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