Enzymology 研究酶的性质、结构和作用原理、 作用规律、生物学功能、酶工程学以 及酶应用的科学
酶 学 Enzymology --研究酶的性质、结构和作用原理、 作用规律、生物学功能、酶工程学以 及酶应用的科学
牛命的两个基 命有机体必须能够复 制自身; 有机体必须能够有效和 选择性地催化化学反应
生命的两个基本条件 •生命有机体必须能够复 制自身； •有机体必须能够有效和 选择性地催化化学反应
酶是生物催化剂( Catalyst) 生物无论多少复杂、多样,都需 要酶( enzyme)。酶和生命活动密切相 关,几乎参加了所有的生命活动和生 命过程。 催化剂是一类能改变化学反应速 度但不改变反应性质、方向、平衡点 的物质,在反应前后自身不发生化学 变化
酶是生物催化剂(Catalyst) 生物无论多少复杂、多样，都需 要酶（enzyme)。酶和生命活动密切相 关，几乎参加了所有的生命活动和生 命过程。 催化剂是一类能改变化学反应速 度但不改变反应性质、方向、平衡点 的物质，在反应前后自身不发生化学 变化
新陈代谢 糖、脂、蛋白质、核酸等生物合成和降解 代谢及其代谢调节。 分子生物学的“钥匙”(工具酶) 限制性内切酶、连接酶、聚合酶、反转录 酶、核酸酶、磷酸酯酶等。 广泛的生物学意义 细胞生长、分化及凋亡、信号转导、神经 活动、肌肉收缩、肿瘤发生等
酶的生物学功能 新陈代谢 糖、脂、蛋白质、核酸等生物合成和降解 代谢及其代谢调节。 分子生物学的 “钥匙”（工具酶） 限制性内切酶、连接酶、聚合酶、反转录 酶、 核酸酶、磷酸酯酶等。 广泛的生物学意义 细胞生长、分化及凋亡、信号转导、神经 活动、肌肉收缩、肿瘤发生等
gE Enzyme 希腊话原意: in yeast 生命体内催化化学反应的物质 细胞中大部分球蛋白为酶 酶是由生物活细胞产生的,能在 体内体外起同样催化作用的一类具有 活性中心和特殊构象的生物大分子, 酶是生物催化剂
酶 Enzyme 希腊语原意: in yeast 生命体内催化化学反应的物质 细胞中大部分球蛋白为酶 酶是由生物活细胞产生的，能在 体内体外起同样催化作用的一类具有 活性中心和特殊构象的生物大分子， 酶是生物催化剂
化学反应活化能 个化学反应中,开始时,反应物(S)的平 均能量水平较低(初态, initial state)(A),在 反应的任何一刻,反应物中都有一部分分子具 有比初态更高一些的能量,高出的这部分能量 为活化能( activation energ),使这些分子进入 过渡态( transition state),即活化态(A),这时 就能形成或打破一些化学键,形成新的物质 物(P)。这些具有较高能量、处于活化态的分 子为活化分子,反应物中这种分子愈多,反应 速度就愈快。活化能就是在一定温度下1mo底 物全部进入活化态所需要的自由能(J/mo)
化学反应的活化能 一个化学反应中，开始时，反应物（S）的平 均能量水平较低（初态，initial state)（A），在 反应的任何一刻，反应物中都有一部分分子具 有比初态更高一些的能量，高出的这部分能量 为活化能（activation energy)，使这些分子进入 过渡态（transition state)，即活化态（A* )，这时 就能形成或打破一些化学键，形成新的物质--产 物(P）。这些具有较高能量、处于活化态的分 子为活化分子，反应物中这种分子愈多，反应 速度就愈快。活化能就是在一定温度下1 mol底 物全部进入活化态所需要的自由能（J/mol）
Transition state(实) 35品 △G S→>P △G P→>S g S △G′° Ground state P Ground state Reaction coordinate
能降低反应的活化能 酶与其他催化剂一样,能降低化学反应的 活化能。催化反应中只需较少的能量就可使反 应物进入“活化态”,与非催化反应比,活化 分子的数量大大增加,加快了反应速度。如 H2O2的分解,没有催化剂时的活化能为7524 kJ/mol,用胶态钯作催化剂,活化能只需48.9 kJ/mol;而过氧化氢酶催化时,活化能下降到 8.36kJ/mo以下。 酶作为催化剂参加一次化学反应后立即恢 复到原来状态,继续催化反应
酶能降低反应的活化能 酶与其他催化剂一样，能降低化学反应的 活化能。催化反应中只需较少的能量就可使反 应物进入“活化态”，与非催化反应比，活化 分子的数量大大增加，加快了反应速度。如 H2O2的分解，没有催化剂时的活化能为75.24 kJ/mol，用胶态钯作催化剂，活化能只需48.9 kJ/mol；而过氧化氢酶催化时，活化能下降到 8.36 kJ/mol以下。 酶作为催化剂参加一次化学反应后立即恢 复到原来状态，继续催化反应
为什么能催化生化反应 Chemical 5. tential Energy a a a Substrate A Activation energy = Pa-P △G=Pn-P Product b △G
酶为什么能催化生化反应
的化学本质是蛋白质 1、酶溶液是高分子胶体,而且是两性电解质, 在电场中可发生泳动,活性-pH曲线与两性离 子的解离曲线相似。 2、导致蛋白质变性的因素往往也能使酶变性。 3、通常能被蛋白水解酶水解丧失活性。 4、高度纯化的酶的化学组成表现为蛋白质。 5、根据 RNase的一级结构,从氨基酸合成了有 相同催化活性的蛋白质产物
酶的化学本质是蛋白质 1、酶溶液是高分子胶体，而且是两性电解质， 在电场中可发生泳动，活性-pH曲线与两性离 子的解离曲线相似。 2、导致蛋白质变性的因素往往也能使酶变性。 3、通常能被蛋白水解酶水解丧失活性。 4、高度纯化的酶的化学组成表现为蛋白质。 5、根据RNase的一级结构，从氨基酸合成了有 相同催化活性的蛋白质产物
