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1、第二章 酶(Enzyme)1.酶的概念酶是一類由活性細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用和高度專一性的特殊蛋白質(zhì)。簡單說，酶是一類由活性細(xì)胞產(chǎn)生的生物催化劑。一、酶的概念2.酶催化作用的特點(diǎn)(1)酶和一般催化劑的共性：加快反應(yīng)速度；不改變平衡常數(shù)；自身不參與反應(yīng)。(2)酶催化作用特性：條件溫和：常溫、常壓、pH=7；高效率：反應(yīng)速度與不加催化劑相比可提高108～1020，與加普通催化劑相比可提高107～1013；專一性：即酶只能對(duì)特定的一種或一類底物起作用，這種專一性是由酶蛋白的立體結(jié)構(gòu)所決定的?？煞譃椋航^對(duì)專一性：有些酶
2、只作用于一種底物，催化一個(gè)反應(yīng)，而不作用于任何其它物質(zhì)。相對(duì)專一性：這類酶對(duì)結(jié)構(gòu)相近的一類底物都有作用。包括鍵專一性和簇（基團(tuán)）專一性。立體異構(gòu)專一性：這類酶不能辨別底物不同的立體異構(gòu)體，只對(duì)其中的某一種構(gòu)型起作用，而不催化其他異構(gòu)體。包括旋光異構(gòu)專一性和幾何異構(gòu)專一性。易變敏感性：易受各種因素的影響，在活細(xì)胞內(nèi)受到精密嚴(yán)格的調(diào)節(jié)控制。二、酶的化學(xué)本質(zhì)及結(jié)構(gòu)功能特點(diǎn)1.發(fā)展史(1)酶是蛋白質(zhì):1926年,JamesSummer由刀豆制出脲酶結(jié)晶確立酶是蛋白質(zhì)的觀念，其具有蛋白質(zhì)的一切性質(zhì)。(2)核酶的發(fā)現(xiàn)：1
3、981～1982年，ThomasR.Cech實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)有催化活性的天然RNA—Ribozyme。L19RNA和核糖核酸酶P的RNA組分具有酶活性是兩個(gè)最著名的例子。1955年，發(fā)現(xiàn)DNA的催化活性。(3)抗體酶（abzyme）：1986年，RichardLerrur和PeterSchaltz運(yùn)用單克隆抗體技術(shù)制備了具有酶活性的抗體（catalyticantibody）。酶單成份酶：脲酶、蛋白酶、淀粉酶、核糖核酸酶等。雙成份酶酶蛋白輔因子（簡單蛋白質(zhì)）（結(jié)合蛋白質(zhì)）（apoenzyme）（cofacter)輔酶（
4、coenzyme)輔基(prostheticgroup)全酶(holoenzyme）=酶蛋白+輔因子2.酶的組成3.酶的輔因子酶的輔因子是酶的對(duì)熱穩(wěn)定的非蛋白小分子物質(zhì)部分，其主要作用是作為電子、原子或某些基團(tuán)的載體參與反應(yīng)并促進(jìn)整個(gè)催化過程。(1)傳遞電子體：如卟啉鐵、鐵硫簇；(2)傳遞氫（遞氫體）：如FMN/FAD、NAD/NADP、C0Q、硫辛酸；(3)傳遞?；w：如C0A、TPP、硫辛酸；(4)傳遞一碳基團(tuán)：如四氫葉酸；(5)傳遞磷酸基：如ATP，GTP；(6)其它作用：轉(zhuǎn)氨基，如VB6；傳遞CO2，
5、如生物素。維生素和輔酶維生素是機(jī)體維持正常生命活動(dòng)所必不可少的一類小分子有機(jī)物質(zhì)。多數(shù)維生素維生素作為輔酶和輔基的組成成分，參與體內(nèi)的物質(zhì)代謝。維生素一般習(xí)慣分為脂溶性和水溶性兩大類。其中脂溶性維生素在體內(nèi)可直接參與代謝的調(diào)節(jié)作用，而水溶性維生素是通過轉(zhuǎn)變成輔酶對(duì)代謝起調(diào)節(jié)作用。某些小分子有機(jī)化合物與酶蛋白結(jié)合在一起并協(xié)同實(shí)施催化作用，這類分子被稱為輔酶（或輔基）。輔酶是一類具有特殊化學(xué)結(jié)構(gòu)和功能的化合物。參與的酶促反應(yīng)主要為氧化-還原反應(yīng)或基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)。大多數(shù)輔酶的前體主要是水溶性B族維生素。許多維生素的生
6、理功能與輔酶的作用密切相關(guān)。脂溶性維生素維生素A,D,E,K均溶于脂類溶劑，不溶于水，在食物中通常與脂肪一起存在，吸收它們，需要脂肪和膽汁酸。維生素A維生素A分A1,A2兩種，是不飽和一元醇類。維生素A1又稱為視黃醇，A2稱為脫氫視黃醇。主要功能：維持上皮組織健康及正常視覺，促進(jìn)年幼動(dòng)物的正常生長。維生素D維生素D是固醇類化合物，主要有D2,D3,D4,D5。其中D2,D3活性最高。維生素D的結(jié)構(gòu)在生物體內(nèi)，D2和D3本身不具有生物活性。它們?cè)诟闻K和腎臟中進(jìn)行羥化后，形成1，25-二羥基維生素D。其中1，25
7、-二羥基維生素D3是生物活性最強(qiáng)的。主要功能：調(diào)節(jié)鈣、磷代謝，維持血液中鈣、磷濃度正常，促使骨骼正常發(fā)育。維生素E維生素E又叫做生育酚，目前發(fā)現(xiàn)的有6種，其中?，?，?，?四種有生理活性。主要功能：具有抗氧化劑的功能，可作為食品添加劑使用，還可保護(hù)細(xì)胞膜的完整性；同時(shí)還有抗不育的作用。維生素K維生素K有3種：K1,K2,K3。其中K3是人工合成的。維生素K是2-甲基萘醌的衍生物。主要功能：促進(jìn)肝臟合成凝血酶原，促進(jìn)血液的凝固。水溶性維生素維生素B1和羧化輔酶維生素B1又稱硫胺素，在體內(nèi)以焦磷酸硫胺素(TPP)
8、形式存在。缺乏時(shí)表現(xiàn)出多發(fā)性神經(jīng)炎、皮膚麻木、心力衰竭、四肢無力、下肢水腫。焦磷酸硫胺素(TPP)是脫羧酶的輔酶，催化丙酮酸或α–酮戊二酸的氧化脫羧反應(yīng)，所以又稱為羧化輔酶。維生素B2和黃素輔酶維生素B2又稱核黃素，由核糖醇和6，7-二甲基異咯嗪兩部分組成。缺乏時(shí)組織呼吸減弱，代謝強(qiáng)度降低。主要癥狀為口腔發(fā)炎，舌炎、角膜炎、皮炎等。FAD(黃素-腺嘌呤二核苷酸)和FMN(黃素單核苷酸)是核黃素(維生
