酶的命名和分類

關(guān)于酶的命名和分類(Biocatalytics)酶的命名和分類酶的作用特性酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)酶的抑制劑與與藥物分子設(shè)計(jì)核酸酶和抗體酶寡聚酶、同功酶和固定化酶酶的應(yīng)用生物催化劑的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展酶活力的測(cè)定學(xué)習(xí)要求第2頁,共120頁，星期六，2024年，5月學(xué)習(xí)要求了解酶的命名和分類弄清酶的化學(xué)本質(zhì)掌握理解活性中心、酶活性、反應(yīng)初速度、比活性、Km

最適PH、最適溫度、酶原、競爭性抑制弄清影響酶促作用的各種因素掌握酶促作用的動(dòng)力學(xué)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)對(duì)比酶的幾種不同類型的抑制作用酶的作用機(jī)制與藥物分子的設(shè)計(jì)了解核酸酶、抗體酶的相關(guān)知識(shí)了解同功酶、誘導(dǎo)酶、別構(gòu)酶、固定化酶的本質(zhì)和應(yīng)用章首第3頁,共120頁，星期六，2024年，5月5.1

生物催化劑的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展一、生物催化劑的發(fā)現(xiàn)1、ferment2、淀粉糖化酶：18333、enzyme1878年4、1926年，脲酶結(jié)晶，提出酶的蛋白質(zhì)的本質(zhì)5、1963年，牛胰核糖核酸酶的一級(jí)結(jié)構(gòu)

1965年，雞卵清溶菌酶的三維結(jié)構(gòu)

1969年，人工合成核糖核酸酶第4頁,共120頁，星期六，2024年，5月二、生物催化劑的發(fā)展1、Ribozyme1982年2、抗體酶（abzymes)3、生物酶工程4、人工酶5、模擬酶酶的本質(zhì)？章首第5頁,共120頁，星期六，2024年，5月5.2

酶的命名和分類國際系統(tǒng)命名法：

1、名稱由兩部分組成：底物＋反應(yīng)名稱如：ATP:己糖磷酸轉(zhuǎn)移酶

2、不管酶催化正反應(yīng)還是逆反應(yīng)，都用同一名稱。如：DH2:NAD氧化還原酶習(xí)慣名或常用名：

1、根據(jù)酶所作用的底物命名如：淀粉酶，蛋白酶

2、根據(jù)酶所催化的反應(yīng)命名如：轉(zhuǎn)氨酶，脫氫酶

3、在底物、反應(yīng)基礎(chǔ)上加上酶的來源或其它特點(diǎn)命名如：胰蛋白酶、堿性磷酸酶第6頁,共120頁，星期六，2024年，5月國際系統(tǒng)分類法酶的六大類：氧化還原酶類（oxido-reductases)轉(zhuǎn)移酶類（transferases)水解酶類（hydrolases)裂合酶類（lyases)異構(gòu)酶類（isomerases)合成酶類（ligases)如：SOD（超氧化物歧化酶）——EC1.15.1.1（EnzymeCommission)第7頁,共120頁，星期六，2024年，5月章首第8頁,共120頁，星期六，2024年，5月5.3

酶的作用特性酶的催化作用特性與酶的催化特性有關(guān)的因素酶的非蛋白組分——輔酶和金屬離子章首第9頁,共120頁，星期六，2024年，5月酶的催化作用特性（一）酶是自然界中催化活性最高的一類催化劑

比普通催化劑效能高107～1013倍Movie.decreaseenergy第10頁,共120頁，星期六，2024年，5月（二）酶是具有高度選擇性的催化劑反應(yīng)專一性(reactionspecificity)

只催化一種或一類反應(yīng)，幾乎不產(chǎn)生副反應(yīng)底物專一性(substratespecificity)

(1)結(jié)構(gòu)專一性(structurespecificity)

如：脲酶：只催化水解尿素

(2)立體專一性(stereospecificity)

手性底物，如：淀粉酶只水解D－葡萄糖形 成的1,4-糖苷鍵

(3)幾何專一性(geometricspecificity) 只催化某種幾何異構(gòu)體底物的反應(yīng)酶的催化作用特性返回第11頁,共120頁，星期六，2024年，5月酶的催化作用特性（三）酶促反應(yīng)遵循米氏動(dòng)力學(xué)方程第12頁,共120頁，星期六，2024年，5月1酶分子的結(jié)構(gòu)2酶與底物分子之間的相互作用3酶與底物分子之間的定向效應(yīng)4酶與反應(yīng)過渡態(tài)的結(jié)合作用5酶與底物的手性選擇性結(jié)合作用與酶催化特性有關(guān)的因素返回第13頁,共120頁，星期六，2024年，5月（一）酶分子的結(jié)構(gòu)酶的活性中心結(jié)合部位：專一性 空間形狀和氨基酸殘基組成上，利于酶－底物復(fù)合物的形成。催化部位：高效性

與結(jié)合部位重疊或非?？拷缓卸喾N具有活性側(cè)鏈的氨基酸殘基；有的含有輔酶或金屬離子；激活底物或降低過渡態(tài)活化能。Movie.EScomplex第14頁,共120頁，星期六，2024年，5月第15頁,共120頁，星期六，2024年，5月酶分子的結(jié)構(gòu)必需基團(tuán)：與酶的催化活性有關(guān)活性中心的必需基團(tuán)：與底物結(jié)合非活性中心的必需基團(tuán)：具有空間支撐或結(jié)構(gòu)維持作用非必需基團(tuán)：與酶的其它活性有關(guān)，如識(shí)別、定位、免疫等Movie.enzymereaction1第16頁,共120頁，星期六，2024年，5月第17頁,共120頁，星期六，2024年，5月返回第18頁,共120頁，星期六，2024年，5月（二）酶與底物分子相互作用酶－底物中間復(fù)合物（enzyme-substratecomplex)E+SESE+PMovie.Enzymereaction2返回第19頁,共120頁，星期六，2024年，5月1、靜電引力2、氫鍵 3、疏水鍵相互作用：活性中心是相對(duì)的疏水環(huán)境酶－底物結(jié)合力第20頁,共120頁，星期六，2024年，5月（三）酶與底物的定向效應(yīng)底物分子結(jié)合到酶的活性中心：1)底物在酶活性中心的有效濃度大大增加2)活性中心的立體構(gòu)型和相關(guān)基團(tuán)的誘導(dǎo)和定向作用，使底物分子中參與反應(yīng)的基團(tuán)相互接近，并被嚴(yán)格定位3)是酶促反應(yīng)具有高效率和專一性的原因返回第21頁,共120頁，星期六，2024年，5月（四）酶與反應(yīng)過渡狀態(tài)的結(jié)合作用酶與反應(yīng)過渡狀態(tài)的親和力遠(yuǎn)大于酶與底物或產(chǎn)物的親和能力Movie.ESPcurve返回第22頁,共120頁，星期六，2024年，5月（五）酶與底物的手性選擇結(jié)合作用不對(duì)稱催化作用大多數(shù)天然產(chǎn)物都具有旋光性酶分子的活性中心部位，含有多個(gè)具有催化活性的手性中心，對(duì)底物分子起誘導(dǎo)和定向作用，使反應(yīng)按單一的方向進(jìn)行。第23頁,共120頁，星期六，2024年，5月第24頁,共120頁，星期六，2024年，5月返回第25頁,共120頁，星期六，2024年，5月三、酶的非蛋白組分——輔酶和金屬離子返回第26頁,共120頁，星期六，2024年，5月（一）輔酶和輔基1、輔酶和輔基的區(qū)別

與酶蛋白結(jié)合的強(qiáng)弱——透析2、輔酶和輔基的功能

本質(zhì)：小分子有機(jī)化合物

具有氧化還原性或轉(zhuǎn)移基團(tuán)的能力3、輔酶和輔基的作用特點(diǎn)

直接參與反應(yīng)——“第二底物”全酶中的輔酶決定酶反應(yīng)專一性——同一輔酶或輔基可以和多種不同的酶蛋白結(jié)合形成不同的全酶。全酶中的酶蛋白決定底物專一性第27頁,共120頁，星期六，2024年，5月4、輔酶和維生素大多數(shù)輔酶或輔基的前體是維生素，主要是水溶性B族維生素。（一）輔酶和輔基第28頁,共120頁，星期六，2024年，5月返回第29頁,共120頁，星期六，2024年，5月（二）酶分子中的金屬離子金屬酶（mentalloenzymes)，如SOD1）酶蛋白與金屬離子結(jié)合緊密2）過渡金屬離子：如Fe2+/Fe3+,Cu2+/Cu+，

Zn2+，Mn2+等3）通過配位健與氨基酸殘基側(cè)鏈基團(tuán)相連或作為酶的輔助因子金屬激活酶（metal-activedenzymes)1）結(jié)合較松散2）堿金屬離子或堿土金屬離子，如K+,Na+,Mg2+,Ca2+等返回第30頁,共120頁，星期六，2024年，5月什么是酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)?米氏方程米氏方程的推導(dǎo)影響酶促反應(yīng)的因素5.4

酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)章首第31頁,共120頁，星期六，2024年，5月酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究酶促反應(yīng)的速度以及各種因素對(duì)反應(yīng)速度的影響，其中酶與底物之間的作用問題是研究酶促反應(yīng)的核心問題。返回第32頁,共120頁，星期六，2024年，5月酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)米氏方程（MichaelisMenten方程）Km的意義？

返回第33頁,共120頁，星期六，2024年，5月米氏方程的推導(dǎo)酶促反應(yīng)歷程Movie.equation1ES降解速率Movie.equation2反應(yīng)平衡時(shí)Movie.equation3米氏方程Movie.equation4米氏曲線Movie.double-curveES形成速率Movie.ESk1返回第34頁,共120頁，星期六，2024年，5月影響酶作用的因素(1)溫度對(duì)酶作用的影響(2)pH對(duì)酶作用的影響(3)酶濃度對(duì)酶作用的影響(4)激活劑對(duì)酶作用的影響(5)抑制劑對(duì)酶作用的影響返回第35頁,共120頁，星期六，2024年，5月1)溫度對(duì)酶作用的影響酶的最適溫度（optimumtemperature,Tm）在一定范圍內(nèi)，反應(yīng)速度達(dá)到最大時(shí)的溫度稱為酶的最適溫度（optimumtemperature,Tm）。最適溫度不是酶的特征物理常數(shù)。返回第36頁,共120頁，星期六，2024年，5月2)pH對(duì)酶作用的影響

pH對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響，主要有下列原因：1影響酶和底物的解離2影響酶分子的構(gòu)象第37頁,共120頁，星期六，2024年，5月第38頁,共120頁，星期六，2024年，5月返回第39頁,共120頁，星期六，2024年，5月3)酶濃度對(duì)酶作用的影響返回第40頁,共120頁，星期六，2024年，5月4)激活劑對(duì)酶作用的影響凡能提高酶的活性，加速酶促反應(yīng)進(jìn)行的物質(zhì)都稱為激活劑或活化劑(activator)。一般認(rèn)為，激活劑的作用主要有以下幾個(gè)方面：1．解除抑制劑的抑制作用2．輔酶和輔基是構(gòu)成某些有活性的全酶的必要組成成份3．無機(jī)離子激活許多酶類返回第41頁,共120頁，星期六，2024年，5月4.5

酶的抑制劑與藥物分子設(shè)計(jì)返回酶的作用機(jī)理movie第42頁,共120頁，星期六，2024年，5月什么是抑制劑？抑制劑的作用機(jī)理？抑制劑的分類及特點(diǎn)？抑制劑的作用機(jī)理與藥物分子設(shè)計(jì)第43頁,共120頁，星期六，2024年，5月抑制劑定義能夠降低酶的活性，使酶促反應(yīng)速度減慢的物質(zhì)。第44頁,共120頁，星期六，2024年，5月抑制劑作用機(jī)理底物類似物－－活性中心結(jié)合非底物類似物－－不與活性部位結(jié)合，但和酶活性部位以外的必需基團(tuán)結(jié)合，從而影響酶促反應(yīng)過程。第45頁,共120頁，星期六，2024年，5月抑制作用分類抑制作用分類：根據(jù)抑制劑與酶作用方式的不同不可逆抑制可逆抑制第46頁,共120頁，星期六，2024年，5月不可逆抑制（irreversibleinhibition)概念：抑制劑與酶活性中心必需基團(tuán)以共價(jià)鍵結(jié)合，阻礙了底物的結(jié)合或破壞了酶的催化基團(tuán)，不能用透析或超濾等方法去除抑制劑。結(jié)合部位：活性中心必需基團(tuán)結(jié)合方式：共價(jià)鍵分類：根據(jù)抑制劑對(duì)酶選擇性的方式非專一性不可逆抑制專一性不可逆抑制第47頁,共120頁，星期六，2024年，5月非專一性不可逆抑制概念：一種抑制劑可作用于酶分子上的不同基團(tuán)或作用于幾種不同的酶例如：烷化劑類：碘乙酸?；瘎╊悾核狒⒒酋Ｂ鹊?8頁,共120頁，星期六，2024年，5月專一性不可逆抑制Ks型：一種抑制劑只作用于酶分子中一種氨基酸側(cè)鏈基團(tuán)，該氨基酸殘基屬于酶的必需基團(tuán)。如：有機(jī)汞：專一作用于巰基有機(jī)磷農(nóng)藥：專一作用于絲氨酸羥基如樂果、敵百蟲等Kcat型：結(jié)構(gòu)及作用特點(diǎn)：

抑制劑為底物的類似物，但其結(jié)構(gòu)中潛藏著一種化學(xué)活性基團(tuán)，在酶的作用下，潛在的化學(xué)活性基團(tuán)被激活，與酶的活性中心發(fā)生共價(jià)結(jié)合，不能再分解，酶因此失活。自殺性底物第49頁,共120頁，星期六，2024年，5月用自殺性底物對(duì)付抗青霉素的菌株青霉素分子耐藥性產(chǎn)生的原因解決耐藥性的方法第50頁,共120頁，星期六，2024年，5月青霉素分子青霉素酶誘導(dǎo)酶，耐藥性β－內(nèi)酰胺環(huán)與噻唑環(huán)融合第51頁,共120頁，星期六，2024年，5月對(duì)青霉素酶具有抑制作用的青霉素產(chǎn)品clavulanicacid本身沒有顯著的抗菌活性，但它對(duì)青霉素酶來說，因此，將clavulanicacid與對(duì)青霉素酶敏感的青霉素可以組合成新的青霉素制劑?，F(xiàn)在這種類型的青霉素產(chǎn)品己經(jīng)被廣泛應(yīng)用。自殺性底物第52頁,共120頁，星期六，2024年，5月cefoxitin，先鋒霉素(或稱為頭抱菌素）類抗生素，其結(jié)構(gòu)為:由鏈霉菌產(chǎn)生，穩(wěn)定性好的原因主要是其分子中β-內(nèi)酰胺環(huán)上連接的噻唑側(cè)鏈基團(tuán)和甲氧基的空間位阻作用，影響了與青霉素酶的結(jié)合。對(duì)青霉素酶不敏感的青霉素新品種第53頁,共120頁，星期六，2024年，5月可逆抑制（reversibleinhibition)概念：抑制劑與酶蛋白以非共價(jià)鍵結(jié)合，具有可逆性，可用透析、過濾等方法將抑制劑除去。結(jié)合部位：活性中心，非活性中心結(jié)合方式：非共價(jià)鍵分類：第54頁,共120頁，星期六，2024年，5月可逆抑制的分類抑制劑與底物是否競爭與酶的結(jié)合1.競爭性抑制(Competitiveinhibition)2.非競爭性抑制(uncompetitiveinhibition)3.反競爭性抑制(anticompetitiveinhibition)第55頁,共120頁，星期六，2024年，5月1.競爭性抑制

(Competitiveinhibition)概念：抑制劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)與底物相似，與底物競爭性的與酶的活性中心結(jié)合。第56頁,共120頁，星期六，2024年，5月第57頁,共120頁，星期六，2024年，5月概念：酶可以同時(shí)與底物及抑制劑結(jié)合，兩者沒有競爭作用。2.非競爭性抑制

(noncompetitiveinhibition）第58頁,共120頁，星期六，2024年，5月第59頁,共120頁，星期六，2024年，5月3.反競爭性抑制

(anticompetitiveinhibition)概念：抑制劑能與酶與底物的復(fù)合物ES結(jié)合，不再分解，從而降低形成產(chǎn)物的數(shù)量。第60頁,共120頁，星期六，2024年，5月第61頁,共120頁，星期六，2024年，5月Vmax減小，Km不變第62頁,共120頁，星期六，2024年，5月磺胺類藥物顯效結(jié)構(gòu)——對(duì)氨基苯磺酰胺與對(duì)氨基苯甲酸產(chǎn)生競爭性拮抗節(jié)首第63頁,共120頁，星期六，2024年，5月結(jié)構(gòu)類似物對(duì)氨基苯磺酰胺對(duì)氨基苯甲酸（PABA）節(jié)首第64頁,共120頁，星期六，2024年，5月與PABA產(chǎn)生競爭性拮抗競爭酶表面返回FH2

L-Glu+對(duì)氨基苯甲酸＋喋啶FH2

合成酶--------FH4

FH2

還原酶安全：人體可從食物獲取FH2，而微生物不能從外界環(huán)境獲得，故磺胺類藥物對(duì)人體無害。抗菌譜廣：凡需自身合成FH2的微生物，均易受到磺胺藥的抑制。第65頁,共120頁，星期六，2024年，5月6.6酶活力的測(cè)定概念：酶活力、比活力、酶活力單位掌握：測(cè)定酶活力時(shí)需要注意的問題第66頁,共120頁，星期六，2024年，5月酶活力及其測(cè)定酶活力（activity):酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力酶活力測(cè)定中需要注意的問題1、最適條件2、底物量3、反應(yīng)初期測(cè)定，保持反應(yīng)速度恒定第67頁,共120頁，星期六，2024年，5月酶的活力單位（enzymeunit)定義：標(biāo)準(zhǔn)條件下，1min內(nèi)催化1微摩爾底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的酶量定義為一個(gè)酶活力單位。實(shí)質(zhì)：酶所催化反應(yīng)的初始速度單位：μmol/min

返回第68頁,共120頁，星期六，2024年，5月酶的比活力（specificactivity)定義：每毫克酶蛋白所含的酶活力單位數(shù)單位：u/mgpr實(shí)質(zhì)：表示酶純度第69頁,共120頁，星期六，2024年，5月5.7

核酸酶和抗體酶核酶（Ribozyme）抗體酶(abzymes)第70頁,共120頁，星期六，2024年，5月核酶返回核酶的發(fā)現(xiàn)核酶的催化性質(zhì)核酶的研究中的兩個(gè)問題第71頁,共120頁，星期六，2024年，5月核酶的發(fā)現(xiàn)Altman發(fā)現(xiàn)RNase-P的蛋白部分不具催化功能，而RNA部分在有足夠濃度Mg2+離子存在下，能起核酸水解酶的作用。Cech發(fā)現(xiàn)RNA原生動(dòng)物四膜蟲的Pre-rRNA是一種具有自催化性能的核酶。證明了核酸既是信息分子，又是功能分子節(jié)首

退回核酶結(jié)構(gòu)圖第72頁,共120頁，星期六，2024年，5月催化過程圖

退回轉(zhuǎn)酯作用轉(zhuǎn)酯作用第73頁,共120頁，星期六，2024年，5月核酶的催化性質(zhì)RNA作用于RNA核酸酶催化的反應(yīng)主要包括:水解反應(yīng)(RNA限制性內(nèi)切酶活性)，連接反應(yīng)(聚合酶活性)和轉(zhuǎn)核苷酰反應(yīng)等。最近核酸酶的其他作用底物也已被發(fā)現(xiàn)，如多糖、DNA以及氨基酸酯等。返回

退回第74頁,共120頁，星期六，2024年，5月核酶的研究中的兩個(gè)問題

核酶催化效率太低由于核酶本身是RNA，很容易被核酸水解酶(RNase)所破壞因此，要將核酶應(yīng)用于體內(nèi)阻斷基因表達(dá)或作為抗病毒的臨床藥物，還要做大量的研究工作。

退回節(jié)首第75頁,共120頁，星期六，2024年，5月抗體酶(abzymes)本質(zhì)是免疫球蛋白(immunologlobulins)人工的方法使其獲得了酶的屬性，所以又稱為催化性抗體(catalyticantibody)。內(nèi)容介紹返回第76頁,共120頁，星期六，2024年，5月抗體酶(abzymes)內(nèi)容介紹節(jié)首返回抗體酶的理論基礎(chǔ)抗體酶的制備抗體酶的發(fā)展前景第77頁,共120頁，星期六，2024年，5月抗體酶的理論基礎(chǔ)

退回酶與底物形成過渡態(tài)理論抗體蛋白的特性節(jié)首第78頁,共120頁，星期六，2024年，5月抗體蛋白的特性

酶與抗體這兩種蛋白質(zhì)之間盡管功能不同，但它們與各自的配基(酶-底物、抗體-抗原)的結(jié)合特性，如結(jié)合方式、動(dòng)力學(xué)過程等都非常相似。從20世紀(jì)60年代起，有人開始了對(duì)抗體進(jìn)行修飾，并使其獲得酶的屬性的研究。

退回節(jié)首第79頁,共120頁，星期六，2024年，5月酶與底物形成過渡態(tài)理論

酶活性中心的活性基團(tuán)與底物相互作用形成穩(wěn)定的過渡狀態(tài)，大大降低了反應(yīng)的活化能。構(gòu)建一個(gè)對(duì)某種過渡狀態(tài)具有最佳締合狀態(tài)的抗體，就有可能觀察到抗體催化相應(yīng)底物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的效果。

退回節(jié)首第80頁,共120頁，星期六，2024年，5月抗體酶的制備專一性催化某種碳酸酯和羧酸酯水解的抗體酶的制備方法主要包括以下幾個(gè)過程：過渡態(tài)類似物(半抗原)的構(gòu)建抗原的制備應(yīng)用單克隆抗體篩選技術(shù)制備抗體酶

退回節(jié)首第81頁,共120頁，星期六，2024年，5月過渡態(tài)類似物(半抗原)的構(gòu)建由于準(zhǔn)確的過渡狀態(tài)很難確定或難以合成，因此，制備抗體酶時(shí)用的半抗原（haptens)是一個(gè)結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定、在價(jià)鍵取向、電荷分布等都與過渡態(tài)相似的類似物(transitionstateanalog)。

退回節(jié)首第82頁,共120頁，星期六，2024年，5月抗原的制備

將人工設(shè)計(jì)并構(gòu)建的過渡態(tài)類似物(半抗原)，用化學(xué)方法經(jīng)間隔基與載體蛋白相連，即形成一個(gè)抗原(antigen)。

退回節(jié)首第83頁,共120頁，星期六，2024年，5月應(yīng)用單克隆抗體篩選技術(shù)制備抗體酶

人們無法從血清中得到單一的抗體動(dòng)物脾臟中的淋巴細(xì)胞B(lymphocyteB)的細(xì)胞，它能產(chǎn)生并分泌出唯一的一種抗體。1975年單克隆抗體（monoclonal

antibodies）技術(shù)發(fā)明

退回節(jié)首第84頁,共120頁，星期六，2024年，5月單克隆抗體（monoclonal

antibodies）技術(shù)

單克隆抗體技術(shù)的關(guān)鍵是將分離純化的骨髓瘤細(xì)胞（myelomacell）在培養(yǎng)條件下與淋巴細(xì)胞B融合生成一種特殊的雜交瘤細(xì)胞（hybridomacell）。這種雜交瘤細(xì)胞能夠產(chǎn)生單一的抗體，又能在細(xì)胞培養(yǎng)條件下快速繁殖，因而可以大量制備單一抗體。

退回第85頁,共120頁，星期六，2024年，5月抗體酶的發(fā)展前景

用于研究酶的作用機(jī)制在抗體酶研究過程中，可以直接觀察到過渡態(tài)理論對(duì)抗體酶設(shè)計(jì)所起的重要作用。用于實(shí)現(xiàn)酶促反應(yīng)的有機(jī)合成

退回返回第86頁,共120頁，星期六，2024年，5月5.8

寡聚酶、同工酶和固定化酶寡聚酶同工酶固定化酶第87頁,共120頁，星期六，2024年，5月寡聚酶

由兩個(gè)或兩個(gè)以上，乃至多達(dá)數(shù)十個(gè)亞基組成的酶稱為寡聚酶。其分子量從35000到幾百萬，可分為幾種不同的類型：1）含相同亞基的寡聚酶2）含不同亞基的寡聚酶節(jié)首第88頁,共120頁，星期六，2024年，5月含相同亞基的寡聚酶目前，帶傾向性的認(rèn)為單體酶（僅含一條肽鏈，如一些蛋白水解酶、核糖核酸酶等）比較少見，而更普遍的是以寡聚酶的形式存在。例如，在糖酵解（糖的無氧分解代謝）中的許多酶都是寡聚酶，各有不同數(shù)目的亞基，見表5－6。

退回節(jié)首第89頁,共120頁，星期六，2024年，5月含不同亞基的寡聚酶雙功能寡聚酶含有專一性的、非酶蛋白亞基的寡聚酶具有底物載體亞基的寡聚酶

退回第90頁,共120頁，星期六，2024年，5月雙功能寡聚酶有的寡聚酶所含的亞基結(jié)構(gòu)不同，每種亞基表現(xiàn)不同的功能，因而整個(gè)酶分子催化兩個(gè)相關(guān)的反應(yīng)，這種寡聚酶稱為雙功能寡聚酶。

示例

退回節(jié)首第91頁,共120頁，星期六，2024年，5月大腸桿菌的色氨酸合成酶

含A和B兩種蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)A含有一個(gè)亞基α，蛋白質(zhì)B含有兩個(gè)亞基ββ。這兩種蛋白質(zhì)各自催化一個(gè)化學(xué)反應(yīng)。

退回節(jié)首第92頁,共120頁，星期六，2024年，5月大腸桿菌色氨酸合成酶催化的化學(xué)反應(yīng)

吲哚甘油磷酸

吲哚＋3－磷酸甘油醛吲哚＋L-絲氨酸

L-色氨酸當(dāng)兩個(gè)A蛋白與一個(gè)B蛋白結(jié)合形成α、α、ββ聚合體時(shí)，就構(gòu)成了完整的色氨酸合成酶（以α２β２表示）。它能將上述兩個(gè)反應(yīng)偶聯(lián)而催化總反應(yīng)：吲哚甘油磷酸＋L-絲氨酸

L-色氨酸＋3-磷酸甘油醛

退回節(jié)首第93頁,共120頁，星期六，2024年，5月含有專一性的、非酶蛋白亞基的寡聚酶這種寡聚酶含有兩種亞基，一種有催化作用，另一種沒有催化作用。后者為非酶蛋白，它能決定酶促反應(yīng)的專一性。

示例

退回節(jié)首第94頁,共120頁，星期六，2024年，5月哺乳動(dòng)物中的乳糖合成酶催化乳糖的合成反應(yīng)UDP-半乳糖＋葡萄糖

乳糖＋

UDP此酶含有A及B兩種蛋白質(zhì)亞基，A具有催化活性，B為非酶蛋白。A蛋白單獨(dú)存在時(shí)可催化下列反應(yīng)：

UDP-半乳糖＋N-乙酰葡萄糖胺

N-乙酰乳糖胺＋UDP但是B存在時(shí)才能催化乳糖生成的反應(yīng)，可見A的專一性由B決定。

退回節(jié)首第95頁,共120頁，星期六，2024年，5月蛋白質(zhì)A與蛋白質(zhì)BB蛋白就是α-乳清蛋白，是一個(gè)特殊的非酶蛋白質(zhì)。在A所催化的上述反應(yīng)中加入B后，B與A聯(lián)結(jié)，這時(shí)UDP-半乳糖與N-乙酰葡萄糖胺的反應(yīng)受到抑制，而與葡萄糖的反應(yīng)則加強(qiáng)。蛋白質(zhì)A廣泛地存在于動(dòng)物的各種組織中，而蛋白質(zhì)B僅存在于乳腺之中，所以只有在乳腺中才能合成乳糖

退回節(jié)首第96頁,共120頁，星期六，2024年，5月具有底物載體亞基的寡聚酶

在某些寡聚酶中，亞基作為底物載體而起作用。這種寡聚酶可以看作是由具有酶活性的蛋白部分和作為底物載體的蛋白部分組成。

示例

退回節(jié)首第97頁,共120頁，星期六，2024年，5月大腸桿菌的乙酰輔酶A羧化酶三個(gè)蛋白質(zhì)部分組成：兩個(gè)具有催化活性的蛋白

生物素羧化酶及轉(zhuǎn)酰基酶一個(gè)具有專一性的生物素羧基載體蛋白亞基（BCCP）。這三個(gè)部分聯(lián)結(jié)起來催化的反應(yīng)分兩步進(jìn)行：專一性地運(yùn)載底物CO2

退回節(jié)首第98頁,共120頁，星期六，2024年，5月三個(gè)部分聯(lián)結(jié)起來催化的反應(yīng)BCCP

＋

CO2

＋

ATP

CO2～BCCP

＋ADP

＋

PiCO2～BCCP

＋

RH

BCCP

＋RCOOH

退回節(jié)首第99頁,共120頁，星期六，2024年，5月同工酶它指來自單一且均一的，或甚至全然不同的生物來源的兩種或兩種以上的酶群或酶型。它們的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)不同，但卻能催化相同的反應(yīng)。用凝膠電泳技術(shù)可從細(xì)胞抽提液中分離某些酶的同工酶乳酸脫氫酶節(jié)首第100頁,共120頁，星期六，2024年，5月乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶是四聚體：LDH1—LDH6在多數(shù)組織中由兩個(gè)遺傳位點(diǎn)所決定的兩類亞基，即肌肉型亞基（A或M）和心臟型亞基（B或H）組成在精囊和精子中第三個(gè)遺傳位點(diǎn)決定的C亞基組成節(jié)首第101頁,共120頁，星期六，2024年，5月乳酸脫氫酶每種組織LDH同工酶譜具有特定的相對(duì)百分率，若某一組織發(fā)生病變，必將釋放其中LDH同工酶到血液中，導(dǎo)致血清酶譜的變化，這些變化常常是一特定疾病或該疾病特定階段的特征。

退回節(jié)首第102頁,共120頁，星期六，2024年，5月血清LDH同工酶酶譜的變化規(guī)律心臟疾病

LDH1及LDH2上升，LDH3及LDH4下降。急性肝炎

LDH5明顯升高，隨病情好轉(zhuǎn)而逐漸恢復(fù)正常。慢性肝炎一般處于正常范圍，部分病例可見LDH5有所升高。肝硬變

LDH5,LDH1和LDH3均升高。節(jié)首第103頁,共120頁，星期六，2024年，5月血清LDH同工酶酶譜的變化規(guī)律原發(fā)性肝癌

LDH3,LDH4,LDH5均上升，但LDH5＞LDH4轉(zhuǎn)移性肝癌

LDH3,LDH4,LDH5均上升，但LDH4＞LDH5

退回節(jié)首第104頁,共120頁，星期六，2024年，5月固定化酶（不溶酶）

是由物理化學(xué)的方法連接到水不溶支持物，如瓊脂糖、聚丙烯酰胺上而不破壞活性的酶。

優(yōu)點(diǎn)節(jié)首第105頁,共120頁，星期六，2024年，5月固定化酶的優(yōu)點(diǎn)保持著酶的高度專一性及高催化效率還有類似于離子交換樹脂的優(yōu)點(diǎn)：有一定的機(jī)械強(qiáng)度可以充分洗滌，不帶進(jìn)雜質(zhì)分離方便，可反復(fù)使用穩(wěn)定性大為提高，可較長期使用或貯藏

退回節(jié)首第106頁,共120頁，星期六，2024年，5月5.9酶的應(yīng)用蛋白酶淀粉酶酯酶纖維素酶第107頁,共120頁，星期六，2024年，5月一、蛋白酶蛋白酶的相關(guān)知識(shí)蛋白酶的應(yīng)用節(jié)首第108頁,共120頁，星期六，2024年，5月蛋白酶的相關(guān)知識(shí)選擇性攻擊含氮化合物，特別是蛋白質(zhì)的酶，屬肽類水解酶。凡能水解蛋白質(zhì)的酶，在剛合成時(shí)都沒有活性，被稱為酶原。酶原通過自催化或金屬離子進(jìn)行活化。分類

退回節(jié)首第109頁,共120頁，星期六，