第二章 酶(Enzyme)
第二章 酶 (Enzyme)
酶的概念 1.酶的概念 酶是一类由活性细胞产生的具有催化作用和高 度专一性的特殊蛋白质。简单说，酶是一类由活 性细胞产生的生物催化剂
1.酶的概念 酶是一类由活性细胞产生的具有催化作用和高 度专一性的特殊蛋白质。简单说，酶是一类由活 性细胞产生的生物催化剂。 一、酶的概念
二、 酶的化学本质及结构功能特点 1.发展史 (1)酶是蛋白质： 1926年，James Summerp由刀豆制出脲酶结晶确立酶是蛋白质的观念， 其具有蛋白质的一切性质。 (2)核酶的发现： 1981~1982年，Thomas R.Cech实验发现有催化活性的天然RNA一 Ribozyme。. L19RNA和核糖核酸酶P的RNA组分具有酶活性是两个最著名的例子。 1955年，发现DNA的催化活性。 (3)抗体酶(abzyme): I986年，Richard Lerrur和Peter Schaltz运用单克隆抗体技术制备了 具有酶活性的抗体(catalytic antibody）
二、酶的化学本质及结构功能特点 1.发展史 (1)酶是蛋白质: 1926年,James Summer由刀豆制出脲酶结晶确立酶是蛋白质的观念， 其具有蛋白质的一切性质。 (2)核酶的发现： 1981～1982年，Thomas R.Cech实验发现有催化活性的天然RNA— Ribozyme。 L19 RNA和核糖核酸酶P的RNA组分具有酶活性是两个最著名的例子。 1955年，发现DNA的催化活性。 (3)抗体酶（abzyme）： 1986年，Richard Lerrur和Peter Schaltz运用单克隆抗体技术制备了 具有酶活性的抗体（catalytic antibody）
2.酶的组成 单成份酶：脲酶、蛋白酶、淀粉酶、 核糖核酸 (简单蛋白质) 酶等。 酶 酶蛋白 apoenzyme 双成份酶 辅酶 (结合蛋白质人辅因子 ( coenzyme) (cofacter)l辅基(prosthetic group) 全酶(holoenzyme)=酶蛋白+辅因子
酶 单成份酶：脲酶、蛋白酶、淀粉酶、核糖核酸 酶等。 双成份酶 酶蛋白 辅因子 （简单蛋白质） （结合蛋白质） （apoenzyme） （cofacter) 辅酶 （coenzyme) 辅基(prosthetic group) 全酶(holoenzyme）= 酶蛋白 + 辅因子 2.酶的组成
三、酶的分类及命名 1.酶的分类 (1) 氧化-还原酶Oxidoreductase ■ 氧化-还原酶催化氧化-还原反应。 主要包括脱氢酶(Dehydrogenase)和氧化酶 (Oxidase)。 如，乳酸(Lactate)脱氢酶催化乳酸的脱氢反应。 CH3CHCOOH+NAD"-CH3CCOOH+NADH +H OH
CH3CHCOOH OH NAD + H + CH3CCOOH O NADH 三、酶的分类及命名 1. 酶的分类 (1) 氧化-还原酶 Oxidoreductase ◼ 氧化-还原酶催化氧化-还原反应。 ◼ 主要包括脱氢酶(Dehydrogenase)和氧化酶 (Oxidase)。 ◼ 如，乳酸(Lactate)脱氢酶催化乳酸的脱氢反应
(2) 转移酶Transferase 转移酶催化基团转移反应，即将一个底物分子的 基团成原字转移到男一个底物的分子上 例如，谷丙转氨酶准化的氨基转移反应。 CHCHCOOH+HOOCCH.CH>CCOOH NH2 0 CH:CCOOH HOOCCH-CHCHCOOH NH2
CH3 CHCOOH NH2 HOOCCH2 CH2 CCOOH O HOOCCH2 CH2 CHCOOH NH2 CH3 CCOOH O (2) 转移酶 Transferase ◼ 转移酶催化基团转移反应，即将一个底物分子的 基团或原子转移到另一个底物的分子上。 例如， 谷丙转氨酶催化的氨基转移反应
(3) 水解酶Hydrolase 水解酶催化底物的加水分解反应。 主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。 例如，脂肪酶(Lipase)催化的脂的水解反应 H20 R-COOCHCH? ,RCOOH+CH;CH2OH
H2O R COOCH2 CH3 RCOOH CH3 CH2OH (3) 水解酶 Hydrolase ◼ 水解酶催化底物的加水分解反应。 ◼ 主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。 ◼ 例如，脂肪酶(Lipase)催化的脂的水解反应
(4) 裂解酶Lyase 裂合酶催化从底物分子中移去一个基团或原子形 成双键的反应及其逆反应。 主要包括醛缩酶、水化酶及脱氨酶等。 例如，延胡索酸水合酶催化的反应。 HOOCCH=CHCOOH+H2O=HOOCCH2CHCOOH OH
HOOCCH=CHCOOH H2O HOOCCH2CHCOOH OH (4) 裂解酶 Lyase ◼ 裂合酶催化从底物分子中移去一个基团或 原子形 成双键的反应及其逆反应。 ◼ 主要包括醛缩酶、水化酶及脱氨酶等。 ◼ 例如， 延胡索酸水合酶催化的反应
(5) 异构酶Isomerase 异构酶催化各种同分异构体的相互转化，即底物 分子内基团或原子的重排过程。 例如，6-磷酸葡萄糖异构酶催化的反应。 CH2OH CH2OH CH2OH OH OH OH OH OH OH
O CH2OH OH OH OH OH O CH2OH CH2OH OH OH OH (5) 异构酶 Isomerase • 异构酶催化各种同分异构体的相互转化，即底物 分子内基团或原子的重排过程。 例如，6-磷酸葡萄糖异构酶催化的反应
(6) 合成酶Ligase or Synthetase ■ 合成酶，又称为连接酶，能够催化C-C、C-O、 C-N以及C-S键的形成反应。这类反应必须与 ATP分解反应相互偶联。 A+B+ATP H-O-H===A-B+ADP +Pi 例如，丙酮酸羧化酶催化的反应 丙酮酸+CO2草酰乙酸
(6) 合成酶 Ligase or Synthetase ◼ 合成酶，又称为连接酶，能够催化C-C、C-O、 C-N 以及C-S 键的形成反应。这类反应必须与 ATP分解反应相互偶联。 A + B + ATP + H-O-H ===A ⎯ B + ADP +Pi 例如，丙酮酸羧化酶催化的反应 丙酮酸 + CO2 → 草酰乙酸