環(huán)境微生物學(xué)教學(xué) 9酶

酶——由活細(xì)胞合成的，對(duì)其特異性底物起高效催化作用的生物催化。整理ppt酪氨酸酶的三維結(jié)構(gòu)

酶蛋白由20種氨基酸組成整理ppt酶

酶蛋白（單一蛋白質(zhì)）酶的組成

全酶

單成分酶簡(jiǎn)單酶(單一蛋白質(zhì)）結(jié)合酶金屬離子輔酶（有機(jī)物）、輔基（小分子化合物）?加速生物化學(xué)反應(yīng)的作用傳遞電子、原子、化學(xué)基團(tuán)的作用除傳遞電子、原子、化學(xué)基團(tuán)的作用；還起激活劑的作用整理ppt各種生物包括細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)幾乎所有生化反應(yīng)都需要酶的催化。優(yōu)點(diǎn)：高效性、專(zhuān)一性、溫和的催化條件缺點(diǎn)：容易失活提問(wèn)？酶是生物催化劑，酶制劑已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用于三廢治理脂肪酶用于凈化生活污水；多酚氧化酶用于除酚酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)酶的作用整理ppt絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，化學(xué)組成:簡(jiǎn)單酶、結(jié)合酶；結(jié)構(gòu)的不同:單體酶、聚合酶存在位置的不同:胞內(nèi)酶、胞外酶催化反應(yīng)性質(zhì)的不同：水解酶、氧化還原酶、轉(zhuǎn)移酶、聚合酶、異構(gòu)化酶、合成酶、裂解酶、激酶等。酶的分類(lèi)整理ppt酶的分類(lèi)—催化反應(yīng)性質(zhì)不同水解酶催化底物的加速水分解反應(yīng)。主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。例如，脂肪酶(Lipase)催化脂的水解反應(yīng)：(1)水解酶hydrolase整理ppt酶的分類(lèi)氧化-還原酶催化氧化-還原反應(yīng)。主要包括脫氫酶(dehydrogenase)和氧化酶(Oxidase)。如，乳酸(Lactate)脫氫酶催化乳酸的脫氫反應(yīng)。(2)氧化-還原酶Oxidoreductase整理ppt酶的分類(lèi)轉(zhuǎn)移酶催化基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)，即將一個(gè)底物分子的基團(tuán)或原子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)底物的分子上。

例如，谷丙轉(zhuǎn)氨酶催化的氨基轉(zhuǎn)移反應(yīng)。(3)轉(zhuǎn)移酶Transferase整理ppt酶的分類(lèi)裂合酶催化從底物分子中移去一個(gè)基團(tuán)或原子形成雙鍵的反應(yīng)及其逆反應(yīng)。主要包括醛縮酶、水化酶及脫氨酶等。例如，延胡索酸水合酶催化的反應(yīng)。(4)裂合酶Lyase整理ppt酶的分類(lèi)異構(gòu)酶催化各種同分異構(gòu)體的相互轉(zhuǎn)化，即底物分子內(nèi)基團(tuán)或原子的重排過(guò)程。

例如，6-磷酸葡萄糖異構(gòu)酶催化的反應(yīng)。(5)異構(gòu)酶Isomerase整理ppt酶的分類(lèi)合成酶，又稱(chēng)為連接酶，能夠催化C-C、C-O、C-N以及C-S鍵的形成反應(yīng)。這類(lèi)反應(yīng)必須與ATP分解反應(yīng)相互偶聯(lián)。A+B+ATP+H-O-H===A

B+ADP+Pi

例如，丙酮酸羧化酶催化的反應(yīng)。丙酮酸+CO2

草酰乙酸(6)合成酶LigaseorSynthetase整理ppt酶促反應(yīng)的基本概念

丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶底物產(chǎn)物酶促反應(yīng)E+S====E-S

P+E整理ppt酶促反應(yīng)的特點(diǎn)

與一般催化劑的共同點(diǎn)：自身質(zhì)量不變，少量即可發(fā)揮作用只催化熱力學(xué)允許的反應(yīng)不改變反應(yīng)的平衡常數(shù)，只加快反應(yīng)速度催化反應(yīng)的機(jī)理相同，都是降低反應(yīng)活化能

酶催化特性高效性 比非催化高108－1020倍 比非酶催化高107－1013倍

高度專(zhuān)一性反應(yīng)條件溫和對(duì)環(huán)境條件的高度敏感性酶催化是可調(diào)控的酶的高效性是底物與酶之間的極性引力、電子云張力、酸堿催化、共價(jià)催化等的共同合力的結(jié)果。整理ppt具有高度的底物專(zhuān)一性一種酶僅作用于一種或一類(lèi)化合物，或一定的化學(xué)鍵，催化特定的化學(xué)反特性稱(chēng)為酶作用的專(zhuān)一性。

絕對(duì)專(zhuān)一性一種酶只能作用于特定結(jié)構(gòu)的底物，只催化一種專(zhuān)一反應(yīng)，生成特定結(jié)構(gòu)產(chǎn)物。例如，脲酶只催化尿素水解。

相對(duì)專(zhuān)一性一種酶只能作用于一類(lèi)化合物或一種化學(xué)鍵，催化一類(lèi)化學(xué)反應(yīng)。例如，胰蛋白酶催化由堿性氨基酸的羧基形成的肽鍵。

立體異構(gòu)專(zhuān)一性一種酶只能作用于某個(gè)化合物立體異構(gòu)體的一種，稱(chēng)為立體異構(gòu)特異性。例如，乳酸脫氫酶僅催化L-乳酸，不催化D-乳酸。整理ppt米-門(mén)方程Km即為米氏常數(shù)，Vmax為最大反應(yīng)速度當(dāng)反應(yīng)速度等于最大速度一半時(shí)底物的濃度,即V=1/2Vmax,Km=[S]上式表示,米氏常數(shù)是反應(yīng)速度為最大值的一半時(shí)的底物濃度。因此,米氏常數(shù)的單位為mol/L。E+S====E-S

P+E影響酶活力的因素酶的活力大小用酶所催化反應(yīng)的反應(yīng)速度來(lái)表示整理ppt米氏常數(shù)Km的意義不同的酶具有不同Km值，它是酶的一個(gè)重要的特征物理常數(shù)。Km值只是在固定的底物，一定的溫度和pH條件下，一定的緩沖體系中測(cè)定的，不同條件下具有不同的Km值。Km值表示酶與底物之間的親和程度：Km值大表示親和程度小，酶的催化活性低;Km值小表示親和程度大,酶的催化活性高。

整理ppt米氏常數(shù)的求法

1Km11

=

+

V

Vmax[S]Vmax求倒數(shù)斜率=Km/Vmax-1/Km1/Vmax雙倒數(shù)作圖法整理ppt影響酶促反應(yīng)速度的因素在低底物濃度時(shí),反應(yīng)速度與底物濃度成正比，表現(xiàn)為一級(jí)反應(yīng)特征。當(dāng)?shù)孜餄舛冗_(dá)到一定值，幾乎所有的酶都與底物結(jié)合后，反應(yīng)速度達(dá)到最大值（Vmax），此時(shí)再增加底物濃度，反應(yīng)速度不再增加，表現(xiàn)為零級(jí)反應(yīng)。1.底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響整理ppt在底物濃度足夠時(shí),酶濃度越高，酶促反應(yīng)越快。當(dāng)酶濃度很高時(shí)，酶促反應(yīng)速度趨于平緩，表現(xiàn)為零級(jí)反應(yīng)。2酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響ConcentrationofEnzyme(mol/L)整理ppt3.pH的影響在一定的pH下,酶具有最大的催化活性,通常稱(chēng)此pH為最適pH。整理ppt4.溫度的影響一方面是溫度升高,酶促反應(yīng)速度加快。另一方面,溫度升高,酶的高級(jí)結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化或變性，導(dǎo)致酶活性降低甚至喪失。因此大多數(shù)酶都有一個(gè)最適溫度。在最適溫度條件下,反應(yīng)速度最大。Q10=1.4-2.0Q10=2-3（化學(xué)催化）整理ppt5.激活劑對(duì)酶活性的影響使酶表現(xiàn)出催化活性或強(qiáng)化其催化活性的現(xiàn)象，稱(chēng)為酶的激活作用。能夠激活酶的活性的化合物則稱(chēng)為激活劑。激活劑的種類(lèi)：a.無(wú)機(jī)陽(yáng)離子b.無(wú)機(jī)陰離子C.有機(jī)化合物有些酶被合成后呈現(xiàn)無(wú)活性狀態(tài)，這種酶成為酶原。經(jīng)激活劑激活后才具有活性。整理ppt6.抑制劑對(duì)酶活性的影響使酶的活性降低或喪失的現(xiàn)象，稱(chēng)為酶的抑制作用。能夠引起酶的抑制作用的化合物則稱(chēng)為抑制劑。酶的抑制劑一般具備兩個(gè)方面的特點(diǎn)：1.能夠與酶的活性中心以非共價(jià)或共價(jià)的方式形成比較穩(wěn)定的復(fù)合體或結(jié)合物。2.在化學(xué)結(jié)構(gòu)上與被抑制的底物分子或底物的過(guò)渡狀態(tài)相似。整理ppt1）抑制劑-形成復(fù)合體或結(jié)合物a.不可逆抑制抑制劑與酶反應(yīng)中心的活性基團(tuán)以共價(jià)形式結(jié)合，引起酶的永久性失活。如有機(jī)磷毒劑二異丙基氟磷酸酯。b.可逆抑制抑制劑與酶蛋白以非共價(jià)方式結(jié)合，引起酶活性暫時(shí)性喪失。抑制劑可以通過(guò)透析等方法被除去，并且能部分或全部恢復(fù)酶的活性。整理ppt(a)競(jìng)爭(zhēng)性抑制-可逆某些抑制劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)與底物相似，因而能與底物競(jìng)爭(zhēng)與酶活性中心結(jié)合。當(dāng)抑制劑與活性中心結(jié)合后，底物被排斥在反應(yīng)中心之外，其結(jié)果是酶促反應(yīng)被抑制了。競(jìng)爭(zhēng)性抑制通常可以通過(guò)增大底物濃度，即提高底物的競(jìng)爭(zhēng)能力來(lái)消除。2）抑制劑-結(jié)構(gòu)相似整理ppt(b)非競(jìng)爭(zhēng)性抑制-不可逆酶可同時(shí)與底物及抑制劑結(jié)合，引起酶分子構(gòu)象變化，并導(dǎo)至酶活性下降。由于這類(lèi)物質(zhì)并不是與底物競(jìng)爭(zhēng)與活性中心的結(jié)合，所以稱(chēng)為非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。如某些金屬離子（Cu2+、Ag+、Hg2+）以及EDTA等，通常能與酶分子的調(diào)控部位中的-SH基團(tuán)作用，改變酶的空間構(gòu)象，引起非競(jìng)爭(zhēng)性抑制。整理ppt

底物影響酶反應(yīng)速度的方程表達(dá)式——米氏方程

v——反應(yīng)速度；

V——最大反應(yīng)速度；