酶通论 ENZYME
酶通论 ENZYME
酶的概念 酶的发现:人们对酶的认识经历了一段漫长的道 路。十八世纪上半叶,那时人们对于胃是怎样消 化食物的还不了解。有的科学家认为矫健勇猛的 山鹰能消化肉类食物,是依靠粗糙的胃壁将肉磨 碎的。因此,有人认为消化是一个磨碎的物理过 程。1752年,法国物理学家 Sbalansan怀疑这个 见解。他做了一个有趣的试验,他把一块生肉塞 进一个小金属管子里,管子的两头用金属盖板盖 牢,盖板上预先打了许多小孔,让鹰把管子吞下。 装在管子里的生肉,鹰的胃壁是研磨不到的。可 是过了一段时
酶的概念 酶的发现： 人们对酶的认识经历了一段漫长的道 路。十八世纪上半叶，那时人们对于胃是怎样消 化食物的还不了解。有的科学家认为矫健勇猛的 山鹰能消化肉类食物，是依靠粗糙的胃壁将肉磨 碎的。因此，有人认为消化是一个磨碎的物理过 程。1752年，法国物理学家Sbalansani 怀疑这个 见解。他做了一个有趣的试验，他把一块生肉塞 进一个小金属管子里，管子的两头用金属盖板盖 牢，盖板上预先打了许多小孔，让鹰把管子吞下。 装在管子里的生肉，鹰的胃壁是研磨不到的。可 是过了一段时
间, Sbalansan杀了鹰,从胃中取出了小金属管却发现 管内的生肉不见了,只留下一些淡黄色的液体。这是什么 原因? Sbalansan经过反复思考后认为,胃的消化过程 主要是一个化学过程。这是一个重要的发现,但这个化学 过程性质如何,在当时是无从设想。 1860年,法国的微生物学家、化学家(近代微生物的 奠基人)路易。巴斯德( Louis pasteur),在关于发酵作用 过程的著名研究中,他证明了象葡萄糖之类的有机物质溶 液,如果经过消毒,装在严密封闭了容器中,是完全稳定 的。可是如果让这些液体与空气接触,它会发酵。发酵的 原因, Pasteur认为,是随着空气污染进来的酵母菌细胞 所引起的。后来,法国出现了葡萄酒变酸的讨厌现象,大 桶大桶的葡萄酒倒入大海,使得当时的法国损失很大。法 国政府委托 Pastel进行研究。 Pastel证实了葡萄酒变酸 是由另外一些微生物(乳酸菌)的存在所引起的
间，Sbalansani杀了鹰，从胃中取出了小金属管却发现 管内的生肉不见了，只留下一些淡黄色的液体。这是什么 原因？Sbalansani经过反复思考后认为，胃的消化过程 主要是一个化学过程。这是一个重要的发现，但这个化学 过程性质如何，在当时是无从设想。 1860年，法国的微生物学家、化学家（近代微生物的 奠基人）路易. 巴斯德（Louis Pasteur), 在关于发酵作用 过程的著名研究中，他证明了象葡萄糖之类的有机物质溶 液，如果经过消毒，装在严密封闭了容器中，是完全稳定 的。可是如果让这些液体与空气接触，它会发酵。发酵的 原因，Pasteur认为，是随着空气污染进来的酵母菌细胞 所引起的。后来，法国出现了葡萄酒变酸的讨厌现象，大 桶大桶的葡萄酒倒入大海，使得当时的法国损失很大。法 国政府委托Pasteur进行研究。 Pasteur证实了葡萄酒变酸 是由另外一些微生物（乳酸菌）的存在所引起的
酶的发现 从而挽救了面临倒闭的法国葡萄酒制造公司 之后,巴斯德作出了结论:发酵现象是由微生物 活细胞活动引起的,没有活细胞不可能引起发酵。 这种错误的结论,使得酶学的研究延迟了几十年。 从 Pasteur这一重大发现之后,过了二十多年 才有了进一步新的发展。 Buchner兄弟俩(Hans & eduard对发酵原理的研究开造了一个新途径, 酶化学也是从这里开始的。和其他的大发现一样, Buchner兄弟俩的发现也有点偶然的意味。他们 本来的目的是想制作不含细胞的酵母菌浸液来供 药剂之用。他们用沙和酵母菌一起研磨,再加压
从而挽救了面临倒闭的法国葡萄酒制造公司。 之后，巴斯德作出了结论：发酵现象是由微生物 活细胞活动引起的，没有活细胞不可能引起发酵。 这种错误的结论，使得酶学的研究延迟了几十年。 从Pasteur 这一重大发现之后，过了二十多年， 才有了进一步新的发展。Buchner兄弟俩（Hans & Eduard)对发酵原理的研究开造了一个新途径， 酶化学也是从这里开始的。和其他的大发现一样， Buchner兄弟俩的发现也有点偶然的意味。他们 本来的目的是想制作不含细胞的酵母菌浸液来供 药剂之用。他们用沙和酵母菌一起研磨，再加压 酶的发现
榨出一些液汁。待取得了榨汁后,就存在如何防 腐的问题。兄弟俩最初是打算用动物来作实验, 不好用强烈的防腐剂,所以他们就采用家常食物 保存中惯用的办法,搁了许多蔗糖下去。这样 来就引起了一个重大发现。酵母菌榨汁可以使蔗 糖发酵,使糖发酵产生酒精和二氧化碳。在这里 第一次发现了没有活细胞存在的发酵现象。酵母 菌榨汁中,显然含有一种或多种催化剂,通过这 些催化剂,活酵母菌才能使糖发酵成酒精。后来 又发现其他类似的生物催化剂,统称为酵素酶 ( ene)从而说明了发酵是酶作用的化学本 质,为此 Buchner兄弟获得了1911年诺贝尔化学 奖
酶的发现 榨出一些液汁。待取得了榨汁后，就存在如何防 腐的问题。兄弟俩最初是打算用动物来作实验， 不好用强烈的防腐剂，所以他们就采用家常食物 保存中惯用的办法，搁了许多蔗糖下去。这样一 来就引起了一个重大发现。酵母菌榨汁可以使蔗 糖发酵，使糖发酵产生酒精和二氧化碳。在这里， 第一次发现了没有活细胞存在的发酵现象。酵母 菌榨汁中，显然含有一种或多种催化剂，通过这 些催化剂，活酵母菌才能使糖发酵成酒精。后来 又发现其他类似的生物催化剂，统称为酵素酶 （enzyme),从而说明了发酵是酶作用的化学本 质，为此Buchner兄弟获得了1911年诺贝尔化学 奖
酶的生物学意义 生物体内不断进行着各种化学变化,绿色 植物和某些细菌能以十分简单的物质,如 水、一氧化碳和无机盐为原料合成各种复 杂的有机物,并把太阳能变成化学能,储 藏在有机物中;而其他生物以植物又能分 解这些复杂有机物,从中取得能量。例如 动物以植物体中的淀粉等复杂物质为食物 淀粉被降解成单糖,并在细胞内进一步分 解成co2和H2O,同时释放出能量供生物 体生长、发育、运动等种种生命活动所用
酶的生物学意义 生物体内不断进行着各种化学变化，绿色 植物和某些细菌能以十分简单的物质，如 水、一氧化碳和无机盐为原料合成各种复 杂的有机物，并把太阳能变成化学能，储 藏在有机物中；而其他生物以植物又能分 解这些复杂有机物，从中取得能量。例如 动物以植物体中的淀粉等复杂物质为食物， 淀粉被降解成单糖，并在细胞内进一步分 解成CO2和H2O，同时释放出能量供生物 体生长、发育、运动等种种生命活动所用
酶的生物学意义 研究酶的化学本质及其作用机 制,对于了解生命活动规律 指导生产实践具有重大意义
酶的生物学意义 研究酶的化学本质及其作用机 制，对于了解生命活动规律， 指导生产实践具有重大意义
在实验室中,复杂有机物的合成与分解必须要有高 温、强酸或强碱等剧烈的条件下才能进行,而在生 物体内虽然条件十分温和,许多复杂的化学变化却 进行得极为顺利和迅速。例如,动物吃下的肉食在 消化道内只需要几小时便被完全消化分解。微生物 能在条件合适时,几十分钟增殖一代,在这几十分 钟内合成了新细胞内全部复杂物质( protein, DNA,RNA,多糖,脂肪等)。有人计算,一个人 每天合成100万亿个新细胞,也就是12亿/秒,但 每天死亡20-40万亿个细胞。 这是什么物质在起着如此神秘的作用?这就是生 物催化剂酶的作用
在实验室中，复杂有机物的合成与分解必须要有高 温、强酸或强碱等剧烈的条件下才能进行，而在生 物体内虽然条件十分温和，许多复杂的化学变化却 进行得极为顺利和迅速。例如，动物吃下的肉食在 消化道内只需要几小时便被完全消化分解。微生物 能在条件合适时，几十分钟增殖一代，在这几十分 钟内合成了新细胞内全部复杂物质（protein, DNA, RNA, 多糖，脂肪等）。有人计算，一个人 每天合成100万亿个新细胞，也就是12亿/秒，但 每天死亡20-40万亿个细胞。 这是什么物质在起着如此神秘的作用？这就是生 物催化剂——酶的作用
、酶催化作用特点 酶—是生物体内产生的具有催化功能的蛋白质 Enzyme),或少量有催化功能的RNA ( Ribozyme)。 什么叫催化剂?物理化学家认为:当一种物质加 到化学变化的系统中,可使化学反应的速度改变 而本身在变化的前后,化学性质没有改变,则该 物质称为催化剂。 酶和一般化学催化剂一样,它只加速化学反应进 行的速度,而不改变化学反应的平衡点。 Enzymes ke all other catalysts, does not affect reaction equilibria, only accelerate reactions酶除了具有一般 化学催化剂的特点外,还有它特有的一些特征:
一、酶催化作用特点 酶—是生物体内产生的具有催化功能的蛋白质 （ Enzyme), 或 少 量 有 催 化 功 能 的 RNA （Ribozyme)。 什么叫催化剂？物理化学家认为：当一种物质加 到化学变化的系统中，可使化学反应的速度改变， 而本身在变化的前后，化学性质没有改变，则该 物质称为催化剂。 酶和一般化学催化剂一样，它只加速化学反应进 行的速度，而不改变化学反应的平衡点。 Enzymes, like all other catalysts, does not affect reaction equilibria, only accelerate reactions.酶除了具有一般 化学催化剂的特点外，还有它特有的一些特征：
1.酶催化的反应温度在较温和的条件下,在 接近生物体体温和接近中性的条件下就能发 挥其作用。而一般化学催化剂催化的反应往 往需要在高温高压的条件下进行。例如,固 氮微生物(豆类、花生根瘤中)在常温常压 下以其固氮酶固定空气中的氮气,而在合成 氨工业上(氨厂)要使用铁作催化剂,300个 大气压和500C的高温,才能将空气中的氮转 变成氨 Fe N2+3H2300气压,500C2NH3
1. 酶催化的反应温度在较温和的条件下，在 接近生物体体温和接近中性的条件下就能发 挥其作用。而一般化学催化剂催化的反应往 往需要在高温高压的条件下进行。例如，固 氮微生物（豆类、花生根瘤中）在常温常压 下以其固氮酶固定空气中的氮气，而在合成 氨工业上（氨厂）要使用铁作催化剂，300个 大气压和500oC的高温，才能将空气中的氮转 变成氨 N2 + 3H2 2NH3 Fe 300大气压，500oC