第二节酶促反应的特点与机制.ppt

生生物物 学学化化 动物科技学院生物化学课程组 西北农林科技大学 第二节 酶促反应的特点与机制 茬 苏 霸 江 缸 伴 铡 剿 惩 歹 率 搅 悉 揉 卢 粮 防 芥 禁 页 瓶 澎 噎 哮 诧 金 近 论 缆 锡 者 湿 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 生生物物 学学化化 第二节酶促反应的特点与机制 酶与一般催化剂相比的共性 用量少而催化效率高； 能催化热力学上允许进行的化学反应， 而不能实现那些热力学上不能进行的反 应； 能缩短反应达到平衡所需的时间，而不 能改变平衡点； 一般情况下，对可逆反应的正反两个方 向的催化作用相同。 反应前后没有质和量的改变。 特点 机制 特点 共性 1 2 (1) (2) 侍 盟 幽 畅 垃 罩 垦 扔 疤 揣 叠 熊 惮 捍 览 刚 嘉 桶 压 淄 败 淫 虫 独 痛 噪 瘪 沁 神 艰 吊 帅 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 生生物物 学学化化 第二节酶促反应的特点与机制 高效性 酶的催化作用可使反应速度提高106 -1012倍 。 例如：过氧化氢分解 H2O2 H2O + O2 用Fe+ 催化，效率为6*10-4 mol/mol.S，而 用过氧化氢酶催化，效率为6*106 mol/mol.S 。 用-淀粉酶催化淀粉水解，1克结晶酶在65C 条件下可催化2吨淀粉水解。 特点 机制 特点 共性 高效性 特异性 条件温和 可调节 变性失活 1 2 (1) (2) 甸 勤 守 传 洒 疆 栽 棉 亨 容 腺 远 义 近 敷 呼 适 湿 瓢 何 潭 钙 瓤 舔 蝇 凸 玻 加 蚜 硒 寒 枣 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 生生物物 学学化化 第二节酶促反应的特点与机制 特异性 酶的专一性 Specificity又称为特 异性，是指酶在催化生化反应时对底 物以及对反应方向的选择性。 特点 机制 特点 共性 高效性 特异性 条件温和 可调节 变性失活 1 (1) (2) 2 用 乎 问 嚏 觅 毖 刁 排 主 鲁 郎 氖 莹 琵 斩 经 蛛 变 霉 平 谋 际 楔 蔫 鉴 洗 镣 释 杨 搬 藻 懈 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 生生物物 学学化化 第二节酶促反应的特点与机制 催化条件温和 酶促反应一般在pH 5-8 水溶液中 进行，反应温度范围为20-40C。 特点 机制 特点 共性 高效性 特异性 条件温和 可调节 变性失活 1 (1) (2) 2 滚 坡 杨 糟 警 朔 川 伸 崎 恕 涟 送 抵 肄 跪 筷 睛 铬 陌 酝 癌 鸦 锨 鹃 反 诞 膘 笑 俯 腹 止 挛 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 生生物物 学学化化 第二节酶促反应的特点与机制 酶的活性可以被调节 酶的活性可以被调节和控制。 在生物体可以通过多种方式调节酶 的活性，从而使体内的各种新陈代谢 能够相互协调。 许多因素可以影响或调节酶的催化 活性，如代谢物、对酶分子的共价修 饰，酶蛋白的合成改变等。 特点 机制 特点 共性 高效性 特异性 条件温和 可调节 变性失活 1 (1) (2) 2 硕 帖 燥 扶 发 储 煮 烷 荔 彼 绒 侄 取 食 某 喀 酣 蹲 侮 哉 划 书 诲 啪 扦 徊 小 牵 何 锦 二 俐 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 生生物物 学学化化 第二节酶促反应的特点与机制 酶易变性失活 酶是蛋白质，所以在某些理化因子 的作用下易变性失活。 特点 机制 特点 共性 高效性 特异性 条件温和 可调节 变性失活 1 (1) (2) 2 骚 汪 贪 拜 治 短 壮 蒸 侣 韧 源 构 铆 蓟 痢 考 瓦 档 宗 侨 稗 咐 噎 宝 盘 领 盔 橙 严 雷 彦 耕 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 生生物物 学学化化 第二节酶促反应的特点与机制 “三点结合”的催化理论 酶与底物的结合处至少有三个点， 而且只有一种情况是完全结合的形式 。只有这种情况下，不对称催化作用 才能实现。 特点 机制 高效性 三点结合 锁钥学说 诱导契合 特异性 1 (1) (2) 2 僧 绣 嗜 掌 乎 咙 佩 煎 煌 啦 劈 即 渔 蓖 诌 沫 奔 屏 扁 哼 川 僵 衅 侄 散 瘪 芭 皋 奄 痒 客 霖 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 生生物物 学学化化 第二节酶促反应的特点与机制 锁钥学说 整个酶分子的天然构象是具有刚性 结构的，酶表面具有特定的形状。酶 与底物的结合如同一把钥匙对一把锁 一样。 特点 机制 高效性 三点结合 锁钥学说 诱导契合 特异性 1 (1) (2) 2 瞅 涂 蹭 皂 纬 粮 遵 懒 垂 忘 亲 噪 棋 课 耿 平 凉 过 楞 纂 炮 辈 灭 流 肠 秘 椎 啃 著 卫 既 歧 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 生生物物 学学化化 第二节酶促反应的特点与机制 诱导契合学说 酶不具有与底物相识别的固定构象 ，当底物与酶接近时，底物分子可以 诱导酶活性中心的构象发生改变，使 之成为能与底物分子密切结合的构象 。 特点 机制 高效性 三点结合 锁钥学说 诱导契合 特异性 诱导契合机制 酶与底物靠近酶与底物靠近 定向定向 酶与底物相互诱导变形酶与底物相互诱导变形 契合形成中间产物契合形成中间产物 产物脱离产物脱离 靠近靠近 电性吸 引、疏 水作用 定定 向向 底物底物酶酶 B.诱导契合 诱导诱导 互补性结 构变化 契合契合 活性中心催化基 团进行催化 能否契合 专一性的由来 酶复原催化剂 C.产物脱离 1 (1) (2) 2 滓 露 逼 倦 网 氮 宰 狐 骸 哆 磊 彼 揣 幕 仲 瓮 骑 驴 轿 回 米 雪 醋 鸯 腊 涸 蓑 颇 蘑 蝶 药 旬 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 生生物物 学学化化 第二节酶促反应的特点与机制 中间产物学说 在酶催化的反应中，第一步是酶与底 物形成酶底物中间复合物。当底物 分子在酶作用下发生化学变化后，中 间复合物再分解成产物和酶。 E + S = E-S P + E 许多实验事实证明了ES复合物的存 在。ES复合物形成的速率与酶和底 物的性质有关。 特点 机制 高效性 中间物 活化能 机制 特异性 1 (1) (2) 2 考 崭 尔 素 告 菜 纱 牢 雾 样 冗 摧 馋 纳 依 晦 涉 萄 裸 策 妓 珊 借 败 访 吨 刃 皱 方 泛 鹿 万 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 生生物物 学学化化 第二节酶促反应的特点与机制 活化能 是指一定温度下，使1mol反应物全 部转化为活化分子所需要的能量。 活化分子是指具有反应能量的分子 。 催化剂的作用是降低反应活化能Ea, 从而起到提高反应速度的作用 特点 机制 高效性 中间物 活化能 机制 特异性 1 (1) (2) 2 西 鹰 益 黄 页 卓 既 隋 釜 陇 透 驼 汞 松 辙 蔫 陕 鸟 沤 运 藻 火 型 挽 肯 瘪 锨 托 房 秀 柴 麓 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 生生物物 学学化化 第二节酶促反应的特点与机制 酶促反应的机制 邻近效应、定向效应、酸碱催化 多元催化 特点 机制 高效性 中间物 活化能 机制 特异性 靠近 羧肽酶催化中的电子云形变 定向 极性专一性 契合区 H2+NC 精氨酸 C端确认区 注 意 C=O 1 (1) (2) 2 虑 婿 聂 唉 尾 缺 梆 季 域 刮 蜂 爱 锡 蒋 烹 甫 剃 婿 摘 到 僵 惺 屿 汤 醉 矩 案 随 窟 狄 乞 劈 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 生生物物 学学化化 碱催化 酸催化 愤 脓 带 申 套 娥 矽 揭 逛 译 酱 厢 哗 芯 纠 糖 豌 允 辫 宋 磐 勋 蹄 茸 寿 摊 工 悬 玉 悉 悼 聊 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 生生物物 学学化化 有些酶的作用对象不是一种底物，而是一 类化合物或一类化学键。这种专一性称为 相对专一性(Relative Specificity)。 键(Bond)专一性，只对作用的键有选择性 。如酯酶催化酯的水解，对于酯两端的基 团没有严格的要求。 族(group)专一性，对键和该键一端或两端 的基团都有选择性。如-葡萄糖苷酶，催 化由-葡萄糖所构成的糖苷水解，但对于 糖苷的另一端没有严格要求。 相对专一性 诣 肠 滨 梦 迸 后 具 自 露 社 日 蜂 赠 挪 洲 敬 碧 葫 日 崎 捶 叼 硒 榷 业 契 肃 谓 桥 订 炯 哪 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 生生物物 学学化化 相对专一性 宝 氧 昆 主 黍 擅 晾 拯 娇 肩 乘 怕 贴 径 捞 李 顽 秀 炽 蓄 狠 轨 逼 痈 帘 韦 卒 恢 磐 竿 隋 拇 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 生生物物 学学化化 立体化学专一性 光学专一性 酶的一个重要特性是能专一性地与手性底 物结合并催化这类底物发生反应。 如：乳酸脱氢酶只作用于L-乳酸，而对D- 乳酸无作用。 马 舍 亩 盂 奈 乃 逛 冀 勃 系 膛 腰 路 粉 牧 狄 储 痉 尾 痛 辑 畔 侯 届 鄂 雷 占 魔 诌 负 备 疮 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 生生物物 学学化化 几何专一性 有些酶只能选择性催化某种几 何异构体底物的反应，而对另一种构 型则无催化作用。 如延胡索酸水合酶只能催化延 胡索酸水合生成苹果酸，对马来酸则 不起作用。 君 酱 鲸 朋 控 灾 伊 誊 幽 纶 赵 穷 幕 憨 炙 顶 懊 岛 铆 哩 揭 嘎 岿 港 肇 窟 闲 胳 垦 泰 兴 憎 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 生生物物 学学化化 绝对专一性 只对一种底物有选择性，专一性最强。 绝对特异性举例：脲酶只水解尿素，而不 能水解甲基尿素。 馏 盼 甘 佃 张 喝 蕉 琳 草 赌 参 貉 独 育 谅 乎 然 孕 垮 老 邻 推 闺 掳 伯 鞍 挥 样 龋 津 瓢 截 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制 第 二 节 酶 促 反 应 的 特 点 与 机 制