1、任課教師: 范三紅E-mail: Chapter 61894年 Fisher提出了酶與底物作用的“key and lock”學說1903年 Henri提出了酶與底物作用的中間復合物學說。1910年 Halden & Young 發現酶是蛋白質與耐熱性低分子量化合物(cofactor)的復合物, 提出蛋白質只是擔體1913年 米氏方程建立1926年 Sumner得到了Urease的結晶【1-2年后, Northrop結晶化了Pepsin, Trypsin等蛋白酶】結晶中測定不到cofactor1929年 Sabbarow發現ATP【1939-1940年 F.Lipmann解明高能磷酸化合物的生理

2、意義】1959年 Sutherland cAMP的發現-酶與激素的關系1963年Hirs、Moore、Stein測定了RNase A的氨基酸序列1965年Philips首次用X射線晶體衍射技術闡明了雞蛋清溶菌酶的三維結構。1969年Merrifield等人工合成了具有酶活性的胰RNase80年代初Cech和Altman分別發現了具有催化功能的RNA（核酶，ribozyme)1986年Schultz和Lerner等研制成功抗體酶Boyer和Walker闡明了ATP合酶(ATP synthase)合成與分解ATP的分子機制。1 酶催化作用的特點2 酶的化學本質及其組成3 酶的命名和分類4 酶的專一

3、性5 酶活力測定及分離提純6 酶工程簡介酶（enzyme）:是由活細胞產生的以蛋白質為主要成分的生物催化劑酶催化作用的特點 化學反應中，反應物分子必須超過一定的能閾而成為活化的狀態，才能發生變化形成產物。 1mol底物全部進入活化狀態所需要的自由能稱為活化能。 使分子處于活化態的方法:l對反應體系加熱或照光，增加反應分子的自由能使反應分子活化；也可使用催化劑降低反應的能閾，使反應沿著一個活化能較低的途徑進行。l 使用催化劑降低反應所需的活化能，以致相同的能量能使更多的分子活化，從而加速反應的進行。 酶能顯著地降低活化能，故能表現為高度的催化效率。高效性專一性易失活活性受調節控制有些酶的活性與輔

4、因子參與相關酶與化學催化劑的不同之處:Fe3+酶 高效性親環素碳酸酐酶磷酸丙酮異構酶羧肽酶A磷酸葡萄糖變位酶琥珀酰輔酶A轉移酶脲酶乳清酸單磷酸脫羧酶酶的高度專一性(specificity) 酶對底物及催化的反應都有嚴格的選擇性，一種酶只能催化一類甚至一種化學反應，并生成一定的產物，這種現象稱為酶的專一性。受酶催化的化合物稱為該酶的底物或作用物(substrate)。如酯酶只能水解酯類。易失活 酶是蛋白質，酶促反應要求一定的pH、溫度等溫和的條件，凡是能使蛋白質變性的因素都可使酶失活；強酸、強堿、有機溶劑、重金屬鹽、高溫、紫外線、劇烈震蕩等任何使蛋白質變性的理化因素都可能使酶變性而失去其催化活性

5、。 活性受調節控制 酶是生物體的組成成份，和體內其他物質一樣，不斷在體內新陳代謝，酶活力的調控方式很多，包括酶的生物合成的誘導和阻遏，抑制劑調控、共價修飾調控、反饋調控、酶原激活及激素調控等。這些調控保證酶在體內新陳代謝中發揮其適當的催化作用，使生命活動中的種種化學反應都能夠有條不紊、協調一致地進行。 2 酶的化學本質及其組成酶是蛋白質根據酶的組成成份，可分單純酶和結合酶兩類。 單成分酶（單純酶，simple enzyme）： 是基本組成單位僅為氨基酸的一類酶不含其他成分，它的催化活性僅僅決定于它的蛋白質結構。如脲酶，蛋白酶，脂肪酶、淀粉酶、酯酶、核糖核酸酶等水解酶。 雙成分酶（結合酶，con

6、jugated enzyme ）： 這類酶分子中除了蛋白質部分（酶蛋白，apoenzyme ）外還有非蛋白質成分（輔因子，cofactors ），兩者結合成的復合物稱作全酶(holoenzyme) 。 全酶全酶 = = 酶蛋白酶蛋白 + + 輔因子（輔酶、輔基、金屬離子）輔因子（輔酶、輔基、金屬離子） 輔因子包括 輔酶（co-enzyme） 輔酶與酶蛋白結合較疏松（非共價鍵相連），可用透析或超濾方法除去，一種輔酶可為幾種酶的輔酶。 輔基（prosthetic group） 輔基與酶蛋白結合緊密（共價鍵相連），不易用透析或超濾方法除去，需經化學處理才能將其與酶蛋白分開，輔基一般為一種酶專有 金屬

7、離子 一般不與酶蛋白直接結合，但為酶催化活性所必需。常見酶含有的金屬離子有K+、Na+、Mg2+、Cu2+、(或Cu+)、Zn2+和Fe2+(或Fe3+)等。如：乙醇酸脫氫酶 含Zn 2+；過氧化物酶含Fe 2+。單體酶、寡聚酶和多酶復合體單體酶(monomeric enzyme ) 單體酶只有一條多肽鏈，這一類酶很少，一般為水解酶類，相對分子質量為1300035000。寡聚酶(oligomeric enzyme) 寡聚酶由幾個甚至幾十個亞基組成，亞基相同或不同，亞基間以非共價鍵結合，用4 molL尿素溶液或其它方法可以把它們彼此分開。 寡聚酶的相對分子質量從35 000到幾百萬。 例如磷酸化

8、酶a和3-磷酸甘油醛脫氫酶等。多酶體系(multienzyme system) 多酶復合體是由幾個酶聚合(嵌合)而成的復合體。一般由在系列反應中26個功能相關的酶組成，它有利于一系列反應的連續進行，以提高酶的催化效率，同時便于機體對酶的調控。 多酶復合體相對分子質量都很高，一般都在幾百萬以上。例如丙酮酸脫氫酶復合體（總相對分子質量達460 000）和脂肪酸合成酶復合體。 有實驗表明某些RNA分子具有催化活性。 1981年T. Cech發現四膜蟲（tetrahymena）的26S rRNA在無蛋白質存在的情況下，具有自我拼接的催化活性。 1983年，S. Altman和N. R. Pace發現E

9、.coli tRNA加工的酶（RNaseP）由80%的RNA組成，在將RNaseP的蛋白質組分除去后，其余的RNA部分具有與全酶相同的催化活性，即可對tRNA前體進行加工。核酶酶的命名和分類 酶的命名 酶的分類 國際酶學委員會規定了一套系統的命名法，使一種酶只有一種名稱。它包括酶的系統命名和4個數字分類的酶編號。 基本原則：全部參與反應的底物（中間用：號分開）+酶催化反應的性質+酶國際系統命名法ATP+G6-P-G+ADPATP：葡萄糖磷酸轉移酶E.C.2.7.1.1系統名：乳酸：NAD+氧化還原酶，編號為：EC.1.1.1.27；習慣名：乳酸脫氫酶CH3CHOHCOOH+NADCH3COCO

10、OH+NADHEC號的第一個數字1. oxidoreductase 氧化還原酶類2. transferase 轉移酶類3. hydrolase 水解酶類4. lyase 裂合酶類5. isomerase 異構酶類6. ligase/synthetase 連接酶類AH2 + B A + BH2AR + B A + BR AB + H2O AOH + BHAB A + BA BCCCCCHOOHOHOHHOHHHHCH2OPPCH2OCH2OHCCCCOHOHHOHHHHOCHHOCH3COO-CCH3COO-+ NAD+ + NADH + H+4 酶的專一性 結構專一性絕對專一性(absolut

11、e specificity) 相對專一性(relative specificity) 鍵專一性 基團專一立體異構專一性旋光異構專一性幾何異構專一性絕對專一性立體專一性OCH2OHOHOHHHORHOHH+H2OOCH2OHOHOHHHOHHOHH+ROH基團專一性立體異構專一性COOHHOOCHOOCHOOC酶的專一性決定于空間結構向幾何異構專一性誘導契合學說1890年，Emil Fischer提出的鎖鑰結合學說解釋酶的高度專一性，但它不能解釋可逆反應中酶既適應與底物又適應與產物。1958年，D.E.Koshland Jr.提出了誘導契合學說，認為：酶活性部位的構象是柔韌可變的。酶同底物結合時，酶活性部位因受底物的誘導，會改變其構象使適合與底物契合而結合成中間絡合物，進行反應。當酶從ES復合物分離出來后，即恢復其原有構象。酶分子中與酶活性有關的基團稱為酶的必需基團(essential group)。它是酶分子中表現催化活力所必需的部分，包括活性中心和活性中心以外的對維持活性中心空間構象所必需的一些基團。活性部位和必須基團酶分子很大，其催化作用往往并不需要整個分子催化活性僅與酶的一小部分區域有關，這一區域就是酶的活性中