9章酶引論教學(xué)用

1、第第 9 章章酶酶 引引 論論一、酶研究的簡(jiǎn)史（自學(xué)）一、酶研究的簡(jiǎn)史（自學(xué)）二、酶是生物催化劑二、酶是生物催化劑三、酶的化學(xué)本質(zhì)三、酶的化學(xué)本質(zhì)四、酶的命名和分類四、酶的命名和分類五、酶的專一性五、酶的專一性六、酶活力的測(cè)定六、酶活力的測(cè)定七、非蛋白質(zhì)生物催化劑七、非蛋白質(zhì)生物催化劑核酶核酶八、酶分子工程八、酶分子工程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容二、酶是生物催化劑(一) 反應(yīng)速率理論與活化能（自學(xué)）(二) 酶通過(guò)降低活化自由能提高反應(yīng)速率(三) 酶還是偶聯(lián)反應(yīng)的介體(四) 酶作為生物催化劑的特點(diǎn)（自學(xué)） 催化效率高，用量少；催化效率高，用量少； 降低反應(yīng)活化能；降低反應(yīng)活化能； 不改變反應(yīng)的平衡常數(shù)或反

2、應(yīng)前后的不改變反應(yīng)的平衡常數(shù)或反應(yīng)前后的gibbsgibbs自由能。自由能。酶與非生物催化劑相比的幾點(diǎn)共性：peepexessetransition stateenzyme-transitionstate complex(二) 酶通過(guò)降低活化自由能提高反應(yīng)速率酶是怎樣克服能障,降低活化能的?酶降低反應(yīng)的活化自由能可從熵和焓兩個(gè)方面來(lái)考慮：酶降低反應(yīng)的活化自由能可從熵和焓兩個(gè)方面來(lái)考慮：sthgkrt ln根據(jù)：根據(jù)：鄰近效應(yīng)和定向效應(yīng)鄰近效應(yīng)和定向效應(yīng) 鄰近：雙分子酶促反應(yīng)中兩個(gè)底物分子被束縛在酶分鄰近：雙分子酶促反應(yīng)中兩個(gè)底物分子被束縛在酶分子的表面使之彼此接近子的表面使之彼此接近; ; 定

3、向：兩底物反應(yīng)基團(tuán)之間和底物反應(yīng)基團(tuán)與酶催化定向：兩底物反應(yīng)基團(tuán)之間和底物反應(yīng)基團(tuán)與酶催化基團(tuán)之間的正確定位取向。鄰近和定向的效果相當(dāng)于基團(tuán)之間的正確定位取向。鄰近和定向的效果相當(dāng)于增加了局部底物濃度和有效碰撞概率。增加了局部底物濃度和有效碰撞概率。熵因子方面熵因子方面:一般說(shuō)一般說(shuō), ,兩個(gè)底物分子形成一個(gè)活化復(fù)合體時(shí)兩個(gè)底物分子形成一個(gè)活化復(fù)合體時(shí), ,需要經(jīng)歷平動(dòng)需要經(jīng)歷平動(dòng)自由度和轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的丟失自由度和轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的丟失, ,造成熵的銳減造成熵的銳減, , s s 負(fù)值負(fù)值, , 這這意味著將有一個(gè)大的活化自由能意味著將有一個(gè)大的活化自由能( (g g),),顯然對(duì)反應(yīng)是不利顯然對(duì)反應(yīng)

4、是不利的。但在酶促反應(yīng)中自由度的丟失是在進(jìn)人過(guò)渡態(tài)的。但在酶促反應(yīng)中自由度的丟失是在進(jìn)人過(guò)渡態(tài)(ex(ex) )之之前形成前形成eses中間復(fù)合體時(shí)發(fā)生的中間復(fù)合體時(shí)發(fā)生的, ,并由酶與底物非共價(jià)結(jié)合時(shí)并由酶與底物非共價(jià)結(jié)合時(shí)釋放的自由能釋放的自由能, ,稱為結(jié)合稱為結(jié)合 自由自由 能能(binding energy, (binding energy, g gb b),),補(bǔ)償了自由度丟失引起的熵減補(bǔ)償了自由度丟失引起的熵減, , 因此進(jìn)人過(guò)渡態(tài)時(shí)的因此進(jìn)人過(guò)渡態(tài)時(shí)的s s ( (絕對(duì)值絕對(duì)值) )減小減小, ,從而從而gg比非催化反應(yīng)時(shí)降低。比非催化反應(yīng)時(shí)降低。熵因子方面熵因子方面: 對(duì)多數(shù)

5、反應(yīng)來(lái)說(shuō)對(duì)多數(shù)反應(yīng)來(lái)說(shuō), 底物進(jìn)人過(guò)渡態(tài)時(shí)都會(huì)發(fā)生形變底物進(jìn)人過(guò)渡態(tài)時(shí)都會(huì)發(fā)生形變, 反應(yīng)鍵被拉長(zhǎng)、反應(yīng)鍵被拉長(zhǎng)、扭曲扭曲, 處于電子應(yīng)變或電子張力狀態(tài)。底物形變需要給反應(yīng)系統(tǒng)處于電子應(yīng)變或電子張力狀態(tài)。底物形變需要給反應(yīng)系統(tǒng)提供能量提供能量(h)。但在酶促反應(yīng)中底物形變所需的能量也是由。但在酶促反應(yīng)中底物形變所需的能量也是由f和和s之間形成弱相互作用時(shí)釋放的結(jié)合自由能之間形成弱相互作用時(shí)釋放的結(jié)合自由能(內(nèi)能內(nèi)能)提供的提供的,因而因而減少了進(jìn)入過(guò)渡態(tài)減少了進(jìn)入過(guò)渡態(tài)(ex)所需的所需的h 。 底物與酶結(jié)合的同時(shí)底物與酶結(jié)合的同時(shí), 通常酶分子也發(fā)生形變或構(gòu)象變化通常酶分子也發(fā)生形變或構(gòu)象變

6、化,以以“迎迎合合”底物進(jìn)人過(guò)渡態(tài)時(shí)的需要底物進(jìn)人過(guò)渡態(tài)時(shí)的需要,即所謂誘導(dǎo)契合。誘導(dǎo)契合使酶即所謂誘導(dǎo)契合。誘導(dǎo)契合使酶分子上的催化基團(tuán)進(jìn)人適當(dāng)位置分子上的催化基團(tuán)進(jìn)人適當(dāng)位置,包括向底物提供廣義酸堿催化包括向底物提供廣義酸堿催化和共價(jià)催化的基團(tuán)和共價(jià)催化的基團(tuán),以削弱反應(yīng)鍵以削弱反應(yīng)鍵,這也是減少這也是減少h的一種方式。的一種方式。焓因子方面焓因子方面:底物形變和誘導(dǎo)契合涉及活化焓底物形變和誘導(dǎo)契合涉及活化焓h的降低的降低一、酶研究的簡(jiǎn)史（自學(xué)）一、酶研究的簡(jiǎn)史（自學(xué)）二、酶是生物催化劑二、酶是生物催化劑三、酶的化學(xué)本質(zhì)三、酶的化學(xué)本質(zhì)四、酶的命名和分類四、酶的命名和分類五、酶的專一性五、

7、酶的專一性六、酶活力的測(cè)定六、酶活力的測(cè)定七、非蛋白質(zhì)生物催化劑七、非蛋白質(zhì)生物催化劑核酶核酶八、酶分子工程八、酶分子工程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容三、酶的化學(xué)本質(zhì)除了有催化能力的除了有催化能力的rna之外，幾乎所有的酶都是蛋白質(zhì)。之外，幾乎所有的酶都是蛋白質(zhì)。酶的經(jīng)典概念：酶是具有催化功能的蛋白質(zhì)，因此酶具有酶的經(jīng)典概念：酶是具有催化功能的蛋白質(zhì)，因此酶具有蛋白質(zhì)的一切共性。蛋白質(zhì)的一切共性。 (一) 酶的化學(xué)組成(二) 酶的四級(jí)締合 分成簡(jiǎn)單蛋白和綴合蛋白分成簡(jiǎn)單蛋白和綴合蛋白; 有些酶僅由蛋白質(zhì)組成，例如，脲酶、溶菌酶、淀粉酶、有些酶僅由蛋白質(zhì)組成，例如，脲酶、溶菌酶、淀粉酶、脂肪酶、核糖核酸酶等

8、脂肪酶、核糖核酸酶等; 有些酶除含蛋白質(zhì)有些酶除含蛋白質(zhì)(酶蛋白酶蛋白)外，還含非蛋白質(zhì)成分外，還含非蛋白質(zhì)成分(輔助輔助因子因子)，酶蛋白，酶蛋白 + 輔助因子輔助因子復(fù)合物復(fù)合物, 全酶全酶( holoenzyme)才表現(xiàn)出酶活性，如超氧化物歧化酶才表現(xiàn)出酶活性，如超氧化物歧化酶(cu2+ 、zn2+ )、乳、乳酸脫氫酶酸脫氫酶(nad+ )（一） 酶的化學(xué)組成 酶的輔助因子主要酶的輔助因子主要: 金屬離子和有機(jī)化合物。金屬離子和有機(jī)化合物。 輔助因子分成兩類輔助因子分成兩類: 輔酶輔酶(與酶蛋白結(jié)合較松，可透析除與酶蛋白結(jié)合較松，可透析除去去) 和輔基和輔基(與酶蛋白結(jié)合較緊與酶蛋白結(jié)合

9、較緊) 酶蛋白決定酶專一性，輔助因子決定酶促反應(yīng)的類型和酶蛋白決定酶專一性，輔助因子決定酶促反應(yīng)的類型和反應(yīng)的性質(zhì)。比如，反應(yīng)的性質(zhì)。比如，nad+可與多種酶蛋白結(jié)合，構(gòu)成可與多種酶蛋白結(jié)合，構(gòu)成專一性強(qiáng)的乳酸脫氫酶、醇脫氫酶、蘋(píng)果酸脫氫酶、異專一性強(qiáng)的乳酸脫氫酶、醇脫氫酶、蘋(píng)果酸脫氫酶、異檸檬酸脫氫酶。檸檬酸脫氫酶。 酶種類很多，輔助因子種類卻很少，因一種輔助因子可酶種類很多，輔助因子種類卻很少，因一種輔助因子可與多種酶蛋白結(jié)合與多種酶蛋白結(jié)合 酶的輔助因子 單體酶：?jiǎn)误w酶：一條或多條共價(jià)相連的肽鏈組成的酶分子一條或多條共價(jià)相連的肽鏈組成的酶分子. 多催多催化水解反應(yīng)。如，牛胰化水解反應(yīng)。如

10、，牛胰rnase(單鏈單鏈)、 雞卵清溶菌酶雞卵清溶菌酶(單單鏈鏈)、 胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶(三條肽鏈三條肽鏈) 寡聚酶：寡聚酶：由兩個(gè)或兩個(gè)以上亞基組成的酶，亞基可以相同由兩個(gè)或兩個(gè)以上亞基組成的酶，亞基可以相同或不同，一般是偶數(shù)，亞基間以非共價(jià)鍵結(jié)合或不同，一般是偶數(shù)，亞基間以非共價(jià)鍵結(jié)合: 相同亞相同亞基基，如蘋(píng)果脫胱氫酶，如蘋(píng)果脫胱氫酶(鼠肝鼠肝), 2個(gè)相同的亞基個(gè)相同的亞基; 不同亞基不同亞基，如琥珀酸脫氫酶（牛心），如琥珀酸脫氫酶（牛心），2個(gè)亞基寡聚酶中亞基的聚個(gè)亞基寡聚酶中亞基的聚合，有的與酶的專一性有關(guān)，有的與酶活性中心形成有關(guān)，合，有的與酶的專一性有關(guān)，有的與酶活性中

11、心形成有關(guān)，有的與酶的調(diào)節(jié)性能有關(guān)。有的與酶的調(diào)節(jié)性能有關(guān)。(二) 酶的四級(jí)締合 多酶復(fù)合體：多酶復(fù)合體：兩個(gè)或兩個(gè)以上的酶，靠非共價(jià)鍵結(jié)合而兩個(gè)或兩個(gè)以上的酶，靠非共價(jià)鍵結(jié)合而成，催化一個(gè)連續(xù)反應(yīng)系列，構(gòu)成一個(gè)代謝途徑或代謝成，催化一個(gè)連續(xù)反應(yīng)系列，構(gòu)成一個(gè)代謝途徑或代謝途徑一部分。如脂肪酸合成酶復(fù)合體、丙酮酸脫氫酶復(fù)途徑一部分。如脂肪酸合成酶復(fù)合體、丙酮酸脫氫酶復(fù)合體等；合體等； 多酶融合體：多酶融合體：一條多肽鏈上含有兩種或兩種以上催化活一條多肽鏈上含有兩種或兩種以上催化活性的酶，這往往是基因融合的產(chǎn)物。如：天冬氨酸激酶性的酶，這往往是基因融合的產(chǎn)物。如：天冬氨酸激酶i高絲氨酸脫氫酶高絲

12、氨酸脫氫酶i融合體（雙頭酶）該酶是四聚體融合體（雙頭酶）該酶是四聚體4，每條肽鏈含兩個(gè)活性區(qū)域：每條肽鏈含兩個(gè)活性區(qū)域：n-端區(qū)域是端區(qū)域是asp激酶，激酶，c端區(qū)端區(qū)域是高域是高ser脫氫酶。脫氫酶。(二) 酶的四級(jí)締合(一) 酶的命名(二) 酶的分類和編號(hào)四、酶的命名和分類(一) 酶的命名 依據(jù)底物來(lái)命名，如蛋白酶、淀粉酶。依據(jù)底物來(lái)命名，如蛋白酶、淀粉酶。 依據(jù)催化反應(yīng)的性質(zhì)命名，如：水解酶、轉(zhuǎn)氨酶依據(jù)催化反應(yīng)的性質(zhì)命名，如：水解酶、轉(zhuǎn)氨酶 結(jié)合上述兩個(gè)原則命名，琥珀酸脫氫酶。結(jié)合上述兩個(gè)原則命名，琥珀酸脫氫酶。 有時(shí)加上酶的來(lái)源，如：胃蛋白酶、牛胰凝乳蛋白酶有時(shí)加上酶的來(lái)源，如：胃蛋白

13、酶、牛胰凝乳蛋白酶 將酶的來(lái)源與作用底物結(jié)合起來(lái)命名。例如，酶作用底物分將酶的來(lái)源與作用底物結(jié)合起來(lái)命名。例如，酶作用底物分別為淀粉和蛋白質(zhì)，來(lái)源于細(xì)菌時(shí)，分別稱為細(xì)菌淀粉酶和別為淀粉和蛋白質(zhì)，來(lái)源于細(xì)菌時(shí)，分別稱為細(xì)菌淀粉酶和細(xì)菌蛋白酶。細(xì)菌蛋白酶。1961年以前使用的酶沿用習(xí)慣命名年以前使用的酶沿用習(xí)慣命名1. 習(xí)慣命名習(xí)慣命名2. 系統(tǒng)命名系統(tǒng)命名1. 習(xí)慣命名 將酶作用的最適將酶作用的最適ph和作用底物結(jié)合起來(lái)命名。和作用底物結(jié)合起來(lái)命名。 如，底物為蛋如，底物為蛋白質(zhì)，最適白質(zhì)，最適ph為中性的稱為中性蛋白酶；最適為中性的稱為中性蛋白酶；最適ph為堿性的稱為堿性的稱為堿性蛋白酶。為堿

14、性蛋白酶。對(duì)于催化水解作用的酶。一般在酶的名字上省去反應(yīng)類型。對(duì)于催化水解作用的酶。一般在酶的名字上省去反應(yīng)類型。如，水解蛋白的酶稱蛋白酶，水解淀粉的酶稱淀粉酶。此外如，水解蛋白的酶稱蛋白酶，水解淀粉的酶稱淀粉酶。此外還有酯酶、脲酶、酰胺酶等。有時(shí)為廠區(qū)別同一類酶，還可還有酯酶、脲酶、酰胺酶等。有時(shí)為廠區(qū)別同一類酶，還可以在酶的名稱前面標(biāo)上來(lái)源。如胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜以在酶的名稱前面標(biāo)上來(lái)源。如胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白藥等。蛋白藥等。酶的習(xí)慣名稱使用起來(lái)比較方便，但也比較混亂，往往出現(xiàn)酶的習(xí)慣名稱使用起來(lái)比較方便，但也比較混亂，往往出現(xiàn)一酶數(shù)名的現(xiàn)象，例如，一酶數(shù)名的現(xiàn)象，例如，-淀粉

15、酶，又名為液化型淀粉酶或淀粉酶，又名為液化型淀粉酶或糊精淀粉酶或淀粉糊精淀粉酶或淀粉-1，4-糊精酶。糊精酶。 系統(tǒng)名稱應(yīng)明確標(biāo)明酶的底物及催化反應(yīng)的性質(zhì)。系統(tǒng)名稱應(yīng)明確標(biāo)明酶的底物及催化反應(yīng)的性質(zhì)。 如：草酸氧化酶如：草酸氧化酶( (習(xí)慣名習(xí)慣名) )，系統(tǒng)名稱：草酸，系統(tǒng)名稱：草酸: :氧氧化酶。氧氧化酶。又如：谷丙轉(zhuǎn)氨酶又如：谷丙轉(zhuǎn)氨酶( (習(xí)慣名習(xí)慣名) )，系統(tǒng)名：丙氨酸，系統(tǒng)名：丙氨酸:-:-酮戊二酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶酸氨基轉(zhuǎn)移酶 若底物之一為水，則水省略若底物之一為水，則水省略2.國(guó)際系統(tǒng)命名（二）酶的分類法及編號(hào)（二）酶的分類法及編號(hào)（ec編號(hào)）編號(hào)） 原則：按性質(zhì)分為六類，分別

16、用原則：按性質(zhì)分為六類，分別用1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6表示；表示； 再根據(jù)底物中被作用的基團(tuán)或鍵的特點(diǎn)，將每一大類分為若干個(gè)亞類，再根據(jù)底物中被作用的基團(tuán)或鍵的特點(diǎn)，將每一大類分為若干個(gè)亞類，編號(hào)用編號(hào)用1 1、2 2、33，每個(gè)亞類又可分為若干個(gè)亞亞類，用編號(hào)，每個(gè)亞類又可分為若干個(gè)亞亞類，用編號(hào)1 1、2 2、33表示；表示； 每一個(gè)酶的編號(hào)由每一個(gè)酶的編號(hào)由4 4個(gè)數(shù)字組成，中間以個(gè)數(shù)字組成，中間以“”隔開(kāi)。第一個(gè)數(shù)字表隔開(kāi)。第一個(gè)數(shù)字表示大類，第二個(gè)數(shù)字表示亞類，第三個(gè)表示亞示大類，第二個(gè)數(shù)字表示亞類，第三個(gè)表示亞- -亞類，第四個(gè)數(shù)字表亞類，第四個(gè)數(shù)字表示在亞示

17、在亞- -亞中的編號(hào)。亞中的編號(hào)。第一個(gè)數(shù)字表示大類：氧化還原；第一個(gè)數(shù)字表示大類：氧化還原；第二個(gè)數(shù)字表示反應(yīng)基團(tuán)：醇基；第二個(gè)數(shù)字表示反應(yīng)基團(tuán)：醇基；第三個(gè)數(shù)字表示電子受體：第三個(gè)數(shù)字表示電子受體：nad+或或nadp+；第四個(gè)數(shù)字表示此酶底物：乙醇，乳酸，蘋(píng)果酸。第四個(gè)數(shù)字表示此酶底物：乙醇，乳酸，蘋(píng)果酸。前面三個(gè)編號(hào)表明這個(gè)酶的特性：反應(yīng)性質(zhì)、底前面三個(gè)編號(hào)表明這個(gè)酶的特性：反應(yīng)性質(zhì)、底物性質(zhì)（鍵的類型）及電子或基團(tuán)的受體，第四物性質(zhì)（鍵的類型）及電子或基團(tuán)的受體，第四個(gè)編號(hào)用于區(qū)分不同的底物。個(gè)編號(hào)用于區(qū)分不同的底物。國(guó)際系統(tǒng)分類法及編號(hào)國(guó)際系統(tǒng)分類法及編號(hào) 舉例舉例乙醇脫氫酶：乙醇

18、脫氫酶：ec1.1.1.1 ，乳酸脫氫酶：，乳酸脫氫酶：ec1.1.1.27 ， 蘋(píng)果蘋(píng)果酸脫氫酶：酸脫氫酶：ec1.1.1.37一、酶研究的簡(jiǎn)史（自學(xué)）一、酶研究的簡(jiǎn)史（自學(xué)）二、酶是生物催化劑二、酶是生物催化劑三、酶的化學(xué)本質(zhì)三、酶的化學(xué)本質(zhì)四、酶的命名和分類四、酶的命名和分類五、酶的專一性五、酶的專一性六、酶活力的測(cè)定六、酶活力的測(cè)定七、非蛋白質(zhì)生物催化劑七、非蛋白質(zhì)生物催化劑核酶核酶八、酶分子工程八、酶分子工程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容五、酶的專一性(一) 酶對(duì)底物的專一性(二) 關(guān)于酶專一性的假說(shuō)旋光異構(gòu)旋光異構(gòu)幾何異構(gòu)兩種幾何異構(gòu)兩種絕對(duì)絕對(duì)相對(duì)相對(duì)結(jié)構(gòu)專一性結(jié)構(gòu)專一性立體異構(gòu)專一性立體異構(gòu)

19、專一性酶的專一性酶的專一性專一性可分為兩種類型：(一) 酶對(duì)底物的專一性結(jié)構(gòu)專一性：絕對(duì)專一性和相對(duì)專一性結(jié)構(gòu)專一性：絕對(duì)專一性和相對(duì)專一性 絕對(duì)專一性：絕對(duì)專一性： 一種酶只能催化一種底物使之發(fā)生特定的一種酶只能催化一種底物使之發(fā)生特定的反應(yīng)。如淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化淀粉以外反應(yīng)。如淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化淀粉以外的任何物質(zhì)發(fā)生水解。脲酶、琥珀酸脫氫酶、的任何物質(zhì)發(fā)生水解。脲酶、琥珀酸脫氫酶、dna聚合聚合酶酶i、碳酸酐酶、麥芽糖酶等、碳酸酐酶、麥芽糖酶等 相對(duì)專一性：相對(duì)專一性： 催化具有相同化學(xué)鍵或基團(tuán)的底物進(jìn)行某催化具有相同化學(xué)鍵或基團(tuán)的底物進(jìn)行某種類型的反應(yīng)。對(duì)鍵兩

20、端的一個(gè)基團(tuán)有要求的為種類型的反應(yīng)。對(duì)鍵兩端的一個(gè)基團(tuán)有要求的為“族專族專一性或基團(tuán)專一性一性或基團(tuán)專一性”，如，如-葡萄糖苷酶，要求糖苷鍵和葡萄糖苷酶，要求糖苷鍵和-葡萄糖；只對(duì)化學(xué)建要求的為葡萄糖；只對(duì)化學(xué)建要求的為”鍵專一性鍵專一性”，如脂酶催，如脂酶催化脂鍵的水解，對(duì)底物中的化脂鍵的水解，對(duì)底物中的r及及r基團(tuán)卻沒(méi)有嚴(yán)格的要求?；鶊F(tuán)卻沒(méi)有嚴(yán)格的要求。此外，各種蛋白酶、氨肽酶、羧肽酶、二肽酶等。此外，各種蛋白酶、氨肽酶、羧肽酶、二肽酶等。立體異構(gòu)專一性：旋光異構(gòu)專一性和幾何異構(gòu)專一性酶只能作用于其中的一種異構(gòu)體酶只能作用于其中的一種異構(gòu)體(d-或或l-構(gòu)型構(gòu)型)，相當(dāng)普遍的現(xiàn)象。，相當(dāng)普

21、遍的現(xiàn)象。 如：如：glu脫氫酶對(duì)脫氫酶對(duì)l-glu，l-氨基酸氧化酶，蛋白水解酶通常對(duì)氨基酸氧化酶，蛋白水解酶通常對(duì)l-型氨基酸構(gòu)成的肽；乳酸脫氫酶只催化型氨基酸構(gòu)成的肽；乳酸脫氫酶只催化l-乳酸，對(duì)乳酸，對(duì)d-乳酸不起乳酸不起作用。作用。幾何異構(gòu)專一性：幾何異構(gòu)專一性： trans-、cis-。延胡索酸水化酶只能反式水合。延胡索酸水化酶只能反式水合。 手性原對(duì)稱性碳原子：連接的手性原對(duì)稱性碳原子：連接的4個(gè)基團(tuán)中只有兩個(gè)基團(tuán)相同的個(gè)基團(tuán)中只有兩個(gè)基團(tuán)相同的對(duì)稱性碳原子。對(duì)稱性碳原子。旋光異構(gòu)專一性：旋光異構(gòu)專一性： nadh煙酰胺煙酰胺c4（手性原碳）的兩個(gè)（手性原碳）的兩個(gè)h原子原子,

22、一個(gè)是一個(gè)是r-原（原（pro-r）的（）的（hr）一個(gè)是一個(gè)是s-原（原（pro-s）的（）的（hs） r-原原(或或s-原原)h原子是指如果增加它的優(yōu)先性，例如用原子是指如果增加它的優(yōu)先性，例如用d(氘氘) 替代替代h時(shí)，則與之連接的手性原碳時(shí)，則與之連接的手性原碳(如還原型煙酰胺如還原型煙酰胺c4)變成變成r-型型(或或s-型型)手性碳。手性碳。酶能區(qū)別手性原對(duì)稱性碳原子的兩個(gè)相同基團(tuán)酶能區(qū)別手性原對(duì)稱性碳原子的兩個(gè)相同基團(tuán)(或原子或原子)： nadh煙酰胺煙酰胺c4（手性原碳）的（手性原碳）的兩個(gè)兩個(gè)h原子為例：原子為例： 輔酶輔酶i (nad+) 或或 輔酶輔酶ii (nadp+)，

23、脫氫或加氫都發(fā)生在煙酰胺脫氫或加氫都發(fā)生在煙酰胺c4上。上。 一類脫氫酶專門作用于一類脫氫酶專門作用于r-原原h(huán)原子，原子，如醇脫氫酶和蘋(píng)果酸脫氫酶等，稱如醇脫氫酶和蘋(píng)果酸脫氫酶等，稱為為a型脫氫酶；型脫氫酶； 另一類專作用于另一類專作用于s-原原h(huán)原子，如谷原子，如谷氨酸脫氫酶，氨酸脫氫酶，-甘油甘油-3-磷酸脫氫酶，磷酸脫氫酶，稱為稱為b型脫氫酶。型脫氫酶。酶能區(qū)別手性原對(duì)稱性碳原子的兩個(gè)相同基團(tuán)酶能區(qū)別手性原對(duì)稱性碳原子的兩個(gè)相同基團(tuán)(或原子或原子)：(二) 關(guān)于酶專一性的假說(shuō) “鎖鑰鎖鑰”模型（剛性模板學(xué)說(shuō)）：模型（剛性模板學(xué)說(shuō)）： 三點(diǎn)結(jié)合學(xué)說(shuō)：底物分子與酶活性中心的基團(tuán)必須三點(diǎn)都互

24、補(bǔ)三點(diǎn)結(jié)合學(xué)說(shuō)：底物分子與酶活性中心的基團(tuán)必須三點(diǎn)都互補(bǔ)匹配，酶才作用于這個(gè)底物。匹配，酶才作用于這個(gè)底物。 誘導(dǎo)楔合模型：酶分子與底物分子接近時(shí)，酶蛋白質(zhì)受底物分誘導(dǎo)楔合模型：酶分子與底物分子接近時(shí)，酶蛋白質(zhì)受底物分子誘導(dǎo)，構(gòu)象發(fā)生有利于與底物結(jié)合的變化，酶與底物在此基子誘導(dǎo)，構(gòu)象發(fā)生有利于與底物結(jié)合的變化，酶與底物在此基礎(chǔ)上互補(bǔ)楔合，進(jìn)行反應(yīng)礎(chǔ)上互補(bǔ)楔合，進(jìn)行反應(yīng)一、酶研究的簡(jiǎn)史（自學(xué)）一、酶研究的簡(jiǎn)史（自學(xué)）二、酶是生物催化劑二、酶是生物催化劑三、酶的化學(xué)本質(zhì)三、酶的化學(xué)本質(zhì)四、酶的命名和分類四、酶的命名和分類五、酶的專一性五、酶的專一性六、酶活力的測(cè)定六、酶活力的測(cè)定七、非蛋白質(zhì)生物催

25、化劑七、非蛋白質(zhì)生物催化劑核酶核酶八、酶分子工程八、酶分子工程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容六、酶活力的測(cè)定 ( (一一) ) 酶活力、活力單位和比活力酶活力、活力單位和比活力 ( (二二) ) 反應(yīng)速率、初速率和酶活力測(cè)定反應(yīng)速率、初速率和酶活力測(cè)定(一) 酶活力、活力單位和比活力 酶活力或酶活性：酶活力或酶活性：催化某一化學(xué)反應(yīng)的能力。代表酶的量。催化某一化學(xué)反應(yīng)的能力。代表酶的量。 酶活力單：酶活力單：量度酶活力大小的單位。量度酶活力大小的單位。 傳統(tǒng)酶單位：傳統(tǒng)酶單位：在一定的條件下，一定的時(shí)間內(nèi)將一定量的底在一定的條件下，一定的時(shí)間內(nèi)將一定量的底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量(習(xí)慣單

26、位習(xí)慣單位)。酶濃度可用單位體積的酶單。酶濃度可用單位體積的酶單位數(shù)來(lái)表示，如位數(shù)來(lái)表示，如u/ml ,u/l等。等。 1961，國(guó)際單位，國(guó)際單位(iu)作為酶活力單位：作為酶活力單位：1個(gè)酶的國(guó)際單位個(gè)酶的國(guó)際單位，常，常稱酶單位，是在規(guī)定的條件稱酶單位，是在規(guī)定的條件(溫度一般為溫度一般為25,其他為最適條件），其他為最適條件），每分鐘催化每分鐘催化1mol底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的酶量。底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的酶量。 1972，推出酶活力單位，推出酶活力單位katal(縮寫(xiě)縮寫(xiě)kat)。1個(gè)個(gè)katal 規(guī)定為在最規(guī)定為在最適條件下，每秒鐘催化適條件下，每秒鐘催化lmol產(chǎn)物的形成所需的酶量產(chǎn)物的形成所

27、需的酶量(mols-1)。1 kat = 6107iu。習(xí)慣單位不統(tǒng)一，。習(xí)慣單位不統(tǒng)一， 但實(shí)際有它方便之處。但實(shí)際有它方便之處。 酶的比活或比活力酶的比活或比活力 被定義為每毫克蛋白質(zhì)所含的酶活力單位數(shù)被定義為每毫克蛋白質(zhì)所含的酶活力單位數(shù)(u/ mg)。比活代表酶的純度。比活代表酶的純度。(二) 反應(yīng)速率、初速率和酶活力測(cè)定在恒容系統(tǒng)中反應(yīng)速率可以在恒容系統(tǒng)中反應(yīng)速率可以用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的變化率或產(chǎn)物濃度的變化率變化率或產(chǎn)物濃度的變化率來(lái)表示。對(duì)一個(gè)簡(jiǎn)單的非催來(lái)表示。對(duì)一個(gè)簡(jiǎn)單的非催化反應(yīng)：化反應(yīng)：1.化學(xué)反應(yīng)速率及其測(cè)定dtpddtadvt酶活力測(cè)定方法：

28、分光光度法、熒光法最簡(jiǎn)便且靈敏，又便于自酶活力測(cè)定方法：分光光度法、熒光法最簡(jiǎn)便且靈敏，又便于自動(dòng)化，可不干擾反應(yīng)連續(xù)測(cè)。其他，如同位素測(cè)定法、電化學(xué)方動(dòng)化，可不干擾反應(yīng)連續(xù)測(cè)。其他，如同位素測(cè)定法、電化學(xué)方法必須在反應(yīng)體系取樣并終止反應(yīng)才能進(jìn)行。法必須在反應(yīng)體系取樣并終止反應(yīng)才能進(jìn)行。 如果開(kāi)始反應(yīng)時(shí)溶液中如果開(kāi)始反應(yīng)時(shí)溶液中只有只有a存在，并已知它的初存在，并已知它的初始濃度為始濃度為a0，則原點(diǎn)，則原點(diǎn)(或或a0)的切線斜率為初速率的切線斜率為初速率(initial rate)或初速度或初速度(initial velocity)，即，即:2.反應(yīng)初速率的概念dtpddtadvt 底物不是

29、過(guò)量的，反應(yīng)進(jìn)程中它的濃度將顯著減小，速率不底物不是過(guò)量的，反應(yīng)進(jìn)程中它的濃度將顯著減小，速率不斷下降斷下降; ; 反應(yīng)明顯可逆，逆反應(yīng)速率將隨產(chǎn)物濃度增加而上升，底物反應(yīng)明顯可逆，逆反應(yīng)速率將隨產(chǎn)物濃度增加而上升，底物轉(zhuǎn)化凈速率將下降轉(zhuǎn)化凈速率將下降; ; 酶穩(wěn)定性差且產(chǎn)物可能抑制酶活力酶穩(wěn)定性差且產(chǎn)物可能抑制酶活力, , 酶活力下降，酶促反應(yīng)酶活力下降，酶促反應(yīng)速率也隨之變慢。速率也隨之變慢。反應(yīng)速率隨時(shí)間變慢的可能原因:準(zhǔn)確反應(yīng)酶的活性，最好是測(cè)定酶促反應(yīng)初速率準(zhǔn)確反應(yīng)酶的活性，最好是測(cè)定酶促反應(yīng)初速率v0， 反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)時(shí)間盡量短盡量短(一般不超過(guò)一般不超過(guò)5min)，底物濃度變化不超

30、過(guò)初始濃度的，底物濃度變化不超過(guò)初始濃度的5%時(shí)，產(chǎn)物生成量與時(shí)間幾乎是正比關(guān)系，進(jìn)程曲線的最早一段時(shí)，產(chǎn)物生成量與時(shí)間幾乎是正比關(guān)系，進(jìn)程曲線的最早一段是直線，因此一般不需要通過(guò)原點(diǎn)的切線求初速率。是直線，因此一般不需要通過(guò)原點(diǎn)的切線求初速率。3.酶活力的測(cè)定 反應(yīng)條件如溫度、反應(yīng)條件如溫度、ph必須保持恒定，并說(shuō)明；必須保持恒定，并說(shuō)明； s 和和e輔因子須過(guò)量，輔因子須過(guò)量，s至少至少5倍于酶的倍于酶的km。 初速率初速率v0對(duì)對(duì) s是零級(jí)反應(yīng)，是零級(jí)反應(yīng)， v0與與s無(wú)關(guān)，無(wú)關(guān)，v0對(duì)對(duì)e是一是一級(jí)反應(yīng)。此時(shí)，每個(gè)酶分子完全被級(jí)反應(yīng)。此時(shí)，每個(gè)酶分子完全被s所飽和，酶的催化所飽和，酶的

31、催化能力可以得到充分顯示，酶濃度成為化學(xué)反應(yīng)速率的唯能力可以得到充分顯示，酶濃度成為化學(xué)反應(yīng)速率的唯一限制因子。一限制因子。 測(cè)定酶活力時(shí)通常需要作兩條曲線測(cè)定酶活力時(shí)通常需要作兩條曲線: 酶反應(yīng)進(jìn)程曲線，確定求初速率的酶反應(yīng)時(shí)間酶反應(yīng)進(jìn)程曲線，確定求初速率的酶反應(yīng)時(shí)間(線性范圍線性范圍); 酶濃度曲線，即酶濃度曲線，即v0作作e函數(shù)的曲線函數(shù)的曲線, 確定成線性關(guān)系確定成線性關(guān)系e范范圍圍;待測(cè)樣品待測(cè)樣品e應(yīng)在此范圍內(nèi)。應(yīng)在此范圍內(nèi)。 必須同時(shí)作一份對(duì)照必須同時(shí)作一份對(duì)照(control)或空白或空白(blank)。對(duì)照試驗(yàn)除。對(duì)照試驗(yàn)除在反應(yīng)前用煮沸或其他方法使酶變性失活外，空白試驗(yàn)除不

32、加在反應(yīng)前用煮沸或其他方法使酶變性失活外，空白試驗(yàn)除不加待測(cè)酶外，一切與樣品試驗(yàn)相同。待測(cè)酶外，一切與樣品試驗(yàn)相同。 酶活力雖由酶催化的化學(xué)反應(yīng)速率確定，但并不直接用反應(yīng)速酶活力雖由酶催化的化學(xué)反應(yīng)速率確定，但并不直接用反應(yīng)速率表示。率表示。 酶活力單位的量綱是兩個(gè)物理量，即物質(zhì)量酶活力單位的量綱是兩個(gè)物理量，即物質(zhì)量/時(shí)間；反應(yīng)速率單時(shí)間；反應(yīng)速率單位的量綱是位的量綱是3個(gè)物理量，即物質(zhì)量個(gè)物理量，即物質(zhì)量/(容積容積時(shí)間時(shí)間)。而酶濃度單位。而酶濃度單位的量綱與反應(yīng)速率單位的量綱是一致的，因此反應(yīng)速率直接代的量綱與反應(yīng)速率單位的量綱是一致的，因此反應(yīng)速率直接代表的是酶濃度。表的是酶濃度。酶

33、活力的測(cè)定要說(shuō)明的幾點(diǎn)問(wèn)題(一) 核酶的發(fā)現(xiàn)(二) l19rna是核酶(三) rnasep的rna組分是核酶七、非蛋白質(zhì)生物催化劑核酶 1981，美，美 cech t等發(fā)現(xiàn)原生動(dòng)物嗜熱四膜蟲(chóng)等發(fā)現(xiàn)原生動(dòng)物嗜熱四膜蟲(chóng)(tetrahymena thermophila) rrna 前體能通過(guò)自前體能通過(guò)自我我剪接剪接(self-splicing)切去間插序列或內(nèi)含子切去間插序列或內(nèi)含子(intron), 表明表明rna也具有催化能力，稱它們?yōu)楹嗣敢簿哂写呋芰?，稱它們?yōu)楹嗣?ribozyme)。 altman s等證明在高濃度等證明在高濃度mg2+或或mg2+加少量精胺的條件下加少量精胺的條件下,核

34、糖核酸酶核糖核酸酶p(rnase p)的的rna組分獨(dú)自也具有加工組分獨(dú)自也具有加工trna前體的催化活力。前體的催化活力。 陸續(xù)發(fā)現(xiàn)一些植物的類病毒陸續(xù)發(fā)現(xiàn)一些植物的類病毒(viroid)和擬病毒和擬病毒(virusoid)和衛(wèi)星和衛(wèi)星rna在復(fù)在復(fù)制過(guò)程中也能自制過(guò)程中也能自我我切割或自斷裂切割或自斷裂(selff-cleavage)和環(huán)化。和環(huán)化。 生物體內(nèi)一些重要的生物體內(nèi)一些重要的rna-蛋白質(zhì)顆粒體如剪接體蛋白質(zhì)顆粒體如剪接體(splicesome)和核糖體和核糖體(ribosome)等也可認(rèn)為是核酶復(fù)合體。等也可認(rèn)為是核酶復(fù)合體。(一) 核酶的發(fā)現(xiàn) 比較清楚的核酶：自剪接比較清楚

35、的核酶：自剪接l組內(nèi)含子組內(nèi)含子(如四膜蟲(chóng)的如四膜蟲(chóng)的ll9 rna),rnase p和錘頭核酶。和錘頭核酶。 這些核酶的主要活性基于兩個(gè)基本反應(yīng)：轉(zhuǎn)酯和磷酸二酯鍵這些核酶的主要活性基于兩個(gè)基本反應(yīng)：轉(zhuǎn)酯和磷酸二酯鍵水解。核酶的底物經(jīng)常是水解。核酶的底物經(jīng)常是rna分子或是核酶自身的一部分。分子或是核酶自身的一部分。當(dāng)?shù)孜锸钱?dāng)?shù)孜锸莚na時(shí)時(shí),核酶可以利用堿基配對(duì)相互作用使底物進(jìn)核酶可以利用堿基配對(duì)相互作用使底物進(jìn)人反應(yīng)中心。核酶分子大小不一人反應(yīng)中心。核酶分子大小不一,有有 的鏈長(zhǎng)超過(guò)的鏈長(zhǎng)超過(guò)400 nt(核苷酸核苷酸),有的只有有的只有3040nt。核酶也具有。核酶也具有三維結(jié)構(gòu)三維結(jié)構(gòu)

36、,它是催化功能所必需的。如果加熱超過(guò)核酶的熔解它是催化功能所必需的。如果加熱超過(guò)核酶的熔解溫度或加人變性劑溫度或加人變性劑,核酶活性則丟失。核酶活性則丟失。 核酶的發(fā)現(xiàn)突破了兩個(gè)傳統(tǒng)觀念核酶的發(fā)現(xiàn)突破了兩個(gè)傳統(tǒng)觀念:一是酶一定是蛋白質(zhì)一是酶一定是蛋白質(zhì),二是二是rna只是控制蛋白質(zhì)合成的信息分子。只是控制蛋白質(zhì)合成的信息分子。(二) l19rna是核酶轉(zhuǎn)酯反應(yīng)在上游外顯子轉(zhuǎn)酯反應(yīng)在上游外顯子末端產(chǎn)生一個(gè)末端產(chǎn)生一個(gè)3-oh第二次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)第二次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)ll9 rna或或l19 ivs(linear minus 19 intervening sequence)即減即減19線狀間插序列線狀間插序列：

37、核酶：核酶 四膜蟲(chóng)的四膜蟲(chóng)的rrna前體前體(6400nt)鳥(niǎo)苷鳥(niǎo)苷(g)或鳥(niǎo)苷酸或鳥(niǎo)苷酸(gmp) 為輔因子：為輔因子：第二次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)把兩個(gè)外顯子連第二次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)把兩個(gè)外顯子連接起來(lái)形成剪接接起來(lái)形成剪接rrna(成熟成熟rrna),并釋放出并釋放出414nt內(nèi)含子。內(nèi)含子。自剪接除去一個(gè)自剪接除去一個(gè)15nt片片段段(含第一次參人的含第一次參人的g),形形成成399nt的環(huán)狀內(nèi)含子的環(huán)狀內(nèi)含子開(kāi)環(huán)后再除去一個(gè)開(kāi)環(huán)后再除去一個(gè)4nt,形成線狀形成線狀rna(395nt),稱為稱為ll9 ivsl19 rna既是核糖核酸酶又是既是核糖核酸酶又是rna聚合酶。催化聚合酶。催化c5水解的速水解的速

38、率為非催化的水解速率的率為非催化的水解速率的1010倍。倍。這表明在進(jìn)化的最初階這表明在進(jìn)化的最初階,rna能能自我復(fù)制自我復(fù)制,無(wú)需蛋白質(zhì)的參與。無(wú)需蛋白質(zhì)的參與。這提示我們這提示我們,在地球上很可能先在地球上很可能先出現(xiàn)出現(xiàn)rna催化劑催化劑,后來(lái)才有更完后來(lái)才有更完善的蛋白質(zhì)催化劑。善的蛋白質(zhì)催化劑。395nt線狀分子線狀分子(ll9 rna)仍具仍具g結(jié)合部位和引導(dǎo)序列結(jié)合部位和引導(dǎo)序列(guide sequence), 在在體外能催化外部的底物如五胞苷酸體外能催化外部的底物如五胞苷酸(c5), 使它轉(zhuǎn)變?yōu)檩^長(zhǎng)和較短的寡聚胞使它轉(zhuǎn)變?yōu)檩^長(zhǎng)和較短的寡聚胞苷酸。底物專一性強(qiáng)苷酸。底物專一性

39、強(qiáng): c5最好最好,u5 次之次之, a5 和和g5不被催化。不被催化。l19 rna的催化機(jī)制(三)rnase p的rna組分是核酶rnase p 加工加工trna前體的內(nèi)切核酸酶：蛋白質(zhì)和輔因子前體的內(nèi)切核酸酶：蛋白質(zhì)和輔因子rna兩部分蛋白質(zhì)部分兩部分蛋白質(zhì)部分(mr 17 500)本身無(wú)活性本身無(wú)活性,而而rna部分部分(稱稱ml rna,377nt)卻具有專一斷裂卻具有專一斷裂trna前體的能力。加入蛋白質(zhì)部前體的能力。加入蛋白質(zhì)部分雖然可提高催化活力分雖然可提高催化活力,但對(duì)底物的結(jié)合或斷裂并不是必需的。但對(duì)底物的結(jié)合或斷裂并不是必需的。核酶催化采取成線機(jī)制：磷原子處于五共價(jià)過(guò)渡態(tài)

40、核酶催化采取成線機(jī)制：磷原子處于五共價(jià)過(guò)渡態(tài),三角雙錐體的三角雙錐體的一個(gè)頂端由進(jìn)攻基團(tuán)鳥(niǎo)苷一個(gè)頂端由進(jìn)攻基團(tuán)鳥(niǎo)苷3o占據(jù)占據(jù), 另一頂端由離去基團(tuán)的另一頂端由離去基團(tuán)的3o占據(jù)。占據(jù)。三角雙椎體中進(jìn)入基團(tuán)和離去基團(tuán)處于一條線的幾何學(xué)稱為三角雙椎體中進(jìn)入基團(tuán)和離去基團(tuán)處于一條線的幾何學(xué)稱為“成成線線”(in-line)。核酶催化中。核酶催化中mg2+起關(guān)鍵作用起關(guān)鍵作用,它穩(wěn)定離去基團(tuán)它穩(wěn)定離去基團(tuán)3o上上形成的負(fù)電荷。形成的負(fù)電荷。例如例如, 某些稱為擬病毒的植物病原某些稱為擬病毒的植物病原體體,含有小的含有小的rna基因組基因組,通常需要通常需要其他病毒協(xié)助其復(fù)制和包裝。這些其他病毒協(xié)助其

41、復(fù)制和包裝。這些rna基因組就含有錘頭結(jié)構(gòu)片段基因組就含有錘頭結(jié)構(gòu)片段或稱錘頭核酶或稱錘頭核酶,它由二股它由二股rna鏈組鏈組成成,共共41個(gè)叱這是催化所需要的最個(gè)叱這是催化所需要的最小序列。錘頭核酶能促進(jìn)與復(fù)制有小序列。錘頭核酶能促進(jìn)與復(fù)制有關(guān)的、部位專一的關(guān)的、部位專一的rna切割反應(yīng)切割反應(yīng),反應(yīng)需要反應(yīng)需要mg2+離子作為輔因子。離子作為輔因子。(四) 錘頭核酶1986, symons r比較了幾種自切割比較了幾種自切割rna結(jié)構(gòu)后提出了錘頭結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)后提出了錘頭結(jié)構(gòu)(hammer head structure)模型模型:由由13個(gè)保守的核苷酸和個(gè)保守的核苷酸和3個(gè)螺旋區(qū)組成。后來(lái)被證明

42、個(gè)螺旋區(qū)組成。后來(lái)被證明保守區(qū)只要有保守區(qū)只要有11個(gè)個(gè)nt甚至更少一些也具有催化活性。甚至更少一些也具有催化活性。八、酶分子工程創(chuàng)造修飾的、人工模擬的、甚至全新設(shè)計(jì)的生物催化劑創(chuàng)造修飾的、人工模擬的、甚至全新設(shè)計(jì)的生物催化劑(一)固定化酶通常的水溶性酶經(jīng)物理或化學(xué)方法處理使之與惰性載體通常的水溶性酶經(jīng)物理或化學(xué)方法處理使之與惰性載體(如纖維素、葡聚糖、聚丙烯酰胺如纖維素、葡聚糖、聚丙烯酰胺凝膠等凝膠等)共價(jià)結(jié)合或包埋在凝膠網(wǎng)格或薄膜微囊中成為一種不溶性的酶制劑共價(jià)結(jié)合或包埋在凝膠網(wǎng)格或薄膜微囊中成為一種不溶性的酶制劑,稱為固定化稱為固定化酶酶(immobilized enzyme)。(二)化

43、學(xué)修飾酶通過(guò)對(duì)酶分子的化學(xué)修飾可以改變酶的性能通過(guò)對(duì)酶分子的化學(xué)修飾可以改變酶的性能,如催化效率、專一性和穩(wěn)定性等如催化效率、專一性和穩(wěn)定性等,以適應(yīng)各方面以適應(yīng)各方面的需要的需要酶的蛋白質(zhì)工程酶的蛋白質(zhì)工程(protein engineering)也稱生物酶工程或高級(jí)酶工程。在基因工程基礎(chǔ)上發(fā)也稱生物酶工程或高級(jí)酶工程。在基因工程基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)。蛋白質(zhì)工程是指通過(guò)對(duì)蛋白質(zhì)已知結(jié)構(gòu)和功能的了解展起來(lái)。蛋白質(zhì)工程是指通過(guò)對(duì)蛋白質(zhì)已知結(jié)構(gòu)和功能的了解,借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),利用定利用定位誘變位誘變(site-directed mutagenesis)等技術(shù)在酶基因的水平上對(duì)蛋白質(zhì)實(shí)

44、行改造等技術(shù)在酶基因的水平上對(duì)蛋白質(zhì)實(shí)行改造,包括核苷酸或包括核苷酸或其片段的刪除、插人、置換和改組以獲得新基因其片段的刪除、插人、置換和改組以獲得新基因,希望表達(dá)出來(lái)的蛋白質(zhì)或酶希望表達(dá)出來(lái)的蛋白質(zhì)或酶,其性能符合人其性能符合人們對(duì)它的要求。們對(duì)它的要求。(四)酶的蛋白質(zhì)工程(三)抗體酶人工模擬酶 1946，鮑林，鮑林 (pauling) 用過(guò)渡態(tài)理論闡明了酶催化的實(shí)質(zhì)，酶能特異性用過(guò)渡態(tài)理論闡明了酶催化的實(shí)質(zhì)，酶能特異性結(jié)合并穩(wěn)定化學(xué)反應(yīng)的過(guò)渡態(tài)結(jié)合并穩(wěn)定化學(xué)反應(yīng)的過(guò)渡態(tài)(底物激態(tài)底物激態(tài))，從而降低反應(yīng)能級(jí)。，從而降低反應(yīng)能級(jí)。 1969，杰奈克斯，杰奈克斯 (jencks) 在過(guò)渡態(tài)理論的基礎(chǔ)上猜想：若抗體能結(jié)合反在過(guò)渡態(tài)理論的基礎(chǔ)上猜想：若抗體能結(jié)合反應(yīng)的過(guò)渡態(tài)，理論上它則能夠獲得催化性質(zhì)。應(yīng)的過(guò)渡態(tài)，理論上它則能夠獲得催化性質(zhì)。 1984，列那，列那 (lerner) 進(jìn)一步推