第四章 微生物的生理 环境工程微生物学 教学课件
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北科大环境工程微生物学课件第4章 微生物对污染物的降解和转化
透过屏障的作用
被动扩散： 营养物质顺浓度梯度，以扩散方式进 入细胞的过程。 特点： 1)微生物的细胞膜不是半透膜，是差异 膜，影响物质进出细胞的速度；2)微生物中的 部分细胞具有将营养物质转移功能或及时在酶系 统作用下转化功能，避免积累，保持内外的物质 浓度梯度，保证了物质运输的不断进行。 被动扩散分类： 包括简单扩散(不需要载体)和 促进扩散(需要载体)。
本章要点：
酶催化进行的反应称为酶促反应(Enzymatic reaction)，发生化学反 应的物质称为底物 (Substrate)物质称为产物(Product)。
酶(Enzyme)---在活 细胞内合成的具有高 度专一性和催化效率 的蛋白质，具有催化 生物化学反应的功 能，并传递电子、原 子和化学基团，又称 为生物催化剂。
( 1 )微生物酶的定义、分类、组成、固定化及影响酶活力的因素 (2)营养物质进入微生物细胞的方式和原理 (3)含碳、氮、硫、磷各自化合物以及难降解物质的微生物降解转化机理 (4)微生物降解动力学过程及其影响因素 (5)微生物的合成代谢过程和机制
第四章 微生物对污染物的降解转化
(Biological catalyst)
一、 基本概念：
反应生成的
二、 酶的催化特点：
按酶促反应的类型分类氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、异构酶类、合成酶类 按酶在细胞的部位分类按酶在细胞的不同部位，分为胞内酶、胞外酶和表面酶 按酶蛋白结构的特点分类多酶复合体系、寡聚酶、单体酶 按酶生成与底物是否存在的关系分类组成酶(Constitutive enzymes)和诱导酶(Inducible enzymes)
活性中心：酶蛋白分子发生化学反应的小部分氨基酸微区
酶活性中心与底物作用
被动扩散： 营养物质顺浓度梯度，以扩散方式进 入细胞的过程。 特点： 1)微生物的细胞膜不是半透膜，是差异 膜，影响物质进出细胞的速度；2)微生物中的 部分细胞具有将营养物质转移功能或及时在酶系 统作用下转化功能，避免积累，保持内外的物质 浓度梯度，保证了物质运输的不断进行。 被动扩散分类： 包括简单扩散(不需要载体)和 促进扩散(需要载体)。
本章要点：
酶催化进行的反应称为酶促反应(Enzymatic reaction)，发生化学反 应的物质称为底物 (Substrate)物质称为产物(Product)。
酶(Enzyme)---在活 细胞内合成的具有高 度专一性和催化效率 的蛋白质，具有催化 生物化学反应的功 能，并传递电子、原 子和化学基团，又称 为生物催化剂。
( 1 )微生物酶的定义、分类、组成、固定化及影响酶活力的因素 (2)营养物质进入微生物细胞的方式和原理 (3)含碳、氮、硫、磷各自化合物以及难降解物质的微生物降解转化机理 (4)微生物降解动力学过程及其影响因素 (5)微生物的合成代谢过程和机制
第四章 微生物对污染物的降解转化
(Biological catalyst)
一、 基本概念：
反应生成的
二、 酶的催化特点：
按酶促反应的类型分类氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、异构酶类、合成酶类 按酶在细胞的部位分类按酶在细胞的不同部位，分为胞内酶、胞外酶和表面酶 按酶蛋白结构的特点分类多酶复合体系、寡聚酶、单体酶 按酶生成与底物是否存在的关系分类组成酶(Constitutive enzymes)和诱导酶(Inducible enzymes)
活性中心：酶蛋白分子发生化学反应的小部分氨基酸微区
酶活性中心与底物作用
环境课件第四章微生物的生理
以光为能源，以有机物为碳源和氮源的微生 物。
化能自养型
化能异养型
以无机物氧化释放的化学能为能源，以二氧 化碳为碳源合成细胞物质的微生物。
以有机物氧化释放的化学能为能源，以有机 物为碳源合成细胞物质的微生物。
微生物的能量代谢
发酵
光合作用
有机物在厌氧条件下被微生物分解为 不彻底的氧化产物，同时释放能量的 过程。
3
发酵在工业生产中的应用
利用微生物的发酵作用，可以生产酒精、啤酒、 面包、酸奶等食品，以及抗生素、酶制剂、有机 酸等化工产品。
呼吸作用
呼吸作用定义
01
呼吸作用是微生物在有氧条件下，通过分解有机物产生能量的
过程，同时产生二氧化碳和水。
呼吸类型
02
根据微生物对氧的需求不同，呼吸作用可分为好氧呼吸、微好
环境课件第四章微生物的生理
contents
目录
• 微生物生理概述 • 微生物的营养物质代谢 • 微生物的能量转换与利用 • 微生物的生长规律与调控 • 微生物的代谢调控与基因表达 • 微生物生理在环境保护中的应用
01 微生物生理概述
微生物的营养类型
光能自养型
光能异养型
以光为能源，以二氧化碳或碳酸盐为碳源， 以铵盐、硝酸盐或硫化氢为氮源或硫源，合 成细胞物质的微生物。
响其生长速率和代谢活动。
pH值
环境pH值的变化会影响微生物 细胞膜的通透性和酶的活性，
从而影响其生长。
氧气
好氧微生物需要氧气进行呼吸 作用，而厌氧微生物则在无氧
条件下生长。
营养物质
微生物生长需要碳源、氮源、 无机盐等营养物质，缺乏或过
量都会影响其生长。
微生物生长的调控机制
《环境工程微生物学》PPT演示课件
《环境工程微生物学》 PPT演示课件
目录
• 微生物学基础 • 环境工程中的微生物应用 • 微生物检测与评价方法 • 环境工程微生物实验技术 • 环境工程微生物学前沿研究动态 • 总结与展望
01
微生物学基础
微生物概述
微生物的定义与特点 01
微生物的多样性 02
微生物在环境工程中的意义 03
微生物分类与形态
常见环境工程微生物实验操作
微生物的分离与纯化
介绍从环境样品中分离和纯化微生物的方法和步骤，如平板划线 法、稀释涂布法等。
微生物的培养与计数
详细讲解微生物的培养条件、培养基的配制以及微生物的计数方法， 如平板计数法、比浊法等。
微生物的生理生化实验
介绍常见的微生物生理生化实验，如糖发酵实验、蛋白质分解实验 等，用于鉴定不同种类的微生物。
免疫学方法
通过抗原-抗体反应，检测微生物特定抗原或抗体的存在，具有高 度的特异性和敏感性。
生物传感器法
利用生物活性物质（如酶、抗体等）作为识别元件，结合换能器将生 物信号转换为电信号进行检测，具有快速、准确、自动化等优点。
环境工程微生物评价指标体系
微生物多样性指数
通过测定环境中微生物的种类、数量 及其分布情况，评价环境的微生物多
废气处理中的微生物技术
01 生物滤池法
利用附着在滤料上的微生物降解废气中的有机物， 如挥发性有机化合物（VOCs）。
02 生物洗涤法
将废气通入含有微生物的营养液中，通过微生物 的代谢活动去除废气中的污染物。
03 生物滴滤法
在生物滤池的基础上，通过向滤料上喷洒营养液， 提高微生物的活性，增强废气处理效果。
环境工程领域的微生物技术应用需要稳定的微生物群落支持，如何维持
目录
• 微生物学基础 • 环境工程中的微生物应用 • 微生物检测与评价方法 • 环境工程微生物实验技术 • 环境工程微生物学前沿研究动态 • 总结与展望
01
微生物学基础
微生物概述
微生物的定义与特点 01
微生物的多样性 02
微生物在环境工程中的意义 03
微生物分类与形态
常见环境工程微生物实验操作
微生物的分离与纯化
介绍从环境样品中分离和纯化微生物的方法和步骤，如平板划线 法、稀释涂布法等。
微生物的培养与计数
详细讲解微生物的培养条件、培养基的配制以及微生物的计数方法， 如平板计数法、比浊法等。
微生物的生理生化实验
介绍常见的微生物生理生化实验，如糖发酵实验、蛋白质分解实验 等，用于鉴定不同种类的微生物。
免疫学方法
通过抗原-抗体反应，检测微生物特定抗原或抗体的存在，具有高 度的特异性和敏感性。
生物传感器法
利用生物活性物质（如酶、抗体等）作为识别元件，结合换能器将生 物信号转换为电信号进行检测，具有快速、准确、自动化等优点。
环境工程微生物评价指标体系
微生物多样性指数
通过测定环境中微生物的种类、数量 及其分布情况，评价环境的微生物多
废气处理中的微生物技术
01 生物滤池法
利用附着在滤料上的微生物降解废气中的有机物， 如挥发性有机化合物（VOCs）。
02 生物洗涤法
将废气通入含有微生物的营养液中，通过微生物 的代谢活动去除废气中的污染物。
03 生物滴滤法
在生物滤池的基础上，通过向滤料上喷洒营养液， 提高微生物的活性，增强废气处理效果。
环境工程领域的微生物技术应用需要稳定的微生物群落支持，如何维持
2024版环境工程微生物第四章第四节优秀课件
03
物种多样性
微生物的种类繁多，包括 细菌、真菌、病毒、原生 动物等。
遗传多样性
微生物的基因型和表现型 具有多样性，同种微生物 的不同菌株可能存在显著 差异。
生态多样性
微生物在各种生态环境中 都有分布，从土壤、水体 到空气，甚至极端环境如 高温、低温、高盐等。
微生物在自然界中的作用
物质循环
微生物参与自然界的物质 循环，如碳循环、氮循环、 硫循环等，促进生物地球 化学循环。
固废处理
03
利用微生物的分解作用，将固体废弃物中的有机物质转化为无
机物质，实现垃圾减量化和资源化。
微生物在环境检测与评价中的应用
环境监测
利用微生物对环境变化的敏感性，将其作为环境监测的指示生物， 评估环境质量状况。
环境评价
通过分析环境中微生物的种类、数量和活性等指标，评价环境的 污染程度、生态状况和恢复潜力。
基因重组是指微生物细胞内不同DNA分子间的交换和重新组合，产生新的基因型和表现型的 过程。
基因重组的类型
基因重组包括同源重组、非同源重组和转座重组等类型。这些重组过程在微生物进化、适应 环境和抗药性等方面具有重要意义。
转导的概念与机制
转导是指通过病毒等媒介将外源DNA片段导入到微生物细胞内的过程。转导过程中，病毒可 以作为载体将外源DNA片段带入微生物细胞，并与微生物基因组发生重组，导致微生物遗传 物质的改变。
分子生物学分类法
基于微生物基因序列、 基因组结构等遗传信息 进行分类，如16S rRNA基因序列分析、 全基因组测序等。
微生物的鉴定技术
表型鉴定技术
通过观察微生物的形态、培养特征、生理生化特性等进行鉴定， 如革兰氏染色、氧化发酵试验等。
环境工程微生物基础PPT课件
根据环境微生物的基础研究和应用层次分析，相关工 程所涉及的学科范围可概述如下：
• （1）环境微生物工程的建立和运行均需对有关微
生物进行基础研究，涉及到微生物学、细胞学、生 理学、生物化学、分子生物学和遗传学等；
• （2）环境微生物工程中构建新菌株要涉及到基因
工程、细胞工程、酶工程和分子遗传学等学科；
（3）微生物制剂和污染现场修复工程：将发酵 装臵安故在野外处理现场，源源不断地提供菌体， 用于治理目标水和土壤环境，使环境微生物目标 菌株在净化环境中始终占据优势，这是室内与室 外环境微生物工程相结合的一种方式。但是，大 量的野外环境微生物工程并无发酵耀相随。环境 微生物以菌体的固体或液体的形式，或以微生物 的其他生物制品的形式投放于目标环境之中，达 到清除污染的目的。
• （3）环境微生物工程中污染物的降解转化及监测
评价涉及环境化学、环境生物学、环境地学、环境 卫生学、环境毒理学和环境监测与评价等；
（4）环境微生物工程中对污染物测量和自动化控 制涉及信息科学、电子工程技术、仪器分析和计算 机科学等； （5）应用发酵工程技术使污染物净化和资源化或 建立清洁生产工艺的环境微生物工程要涉及工业微 生物学和化工机械学等； （6）在自然环境中建立环境微生物修复工程要涉 及土壤学、水力学、气象学和生态学等； （7）对环境微生物工程进行预算和评价要涉及经 济学、法律学、环境规划管理和系统工程等。
生物修复(Bioremediation)是近几年兴起的生 物治理技术，它最初的主要目标是利用微生物清 除土壤和水体（包括地下水）中的污染。由于高 新生物技术系统的利用和对其他传统技术的改革 与创新，使得生物修复发展成一项颇具生命力的 产业。环境微生物在生物修复工程中占据中心位 臵。因为生物修复面对的是自然环境，所以其他 因素，包括植物、动物和理化等因素对生物修复 的影响也不可忽视。
环境工程微生物学：第四章微生物生理
有机固废处理、堆肥发酵C:N=30:1,
C:P=(75-100):1
所以要使固废、污水处理达到一定效果，就 需要按其需要配给C:N:P比。
• 城市生活污水不存在营养不足的问题。但有的工 业废水缺某种营养，当营养量不足时，应供给或 补足。
• 微生物营养类型 根据微生物所需碳源不同 无机营养型（具完备的酶系统，合成有机物能力
底物浓度与反应速度之间定量关系可用米氏方程
表示
v
V max S Km S
由此式可以看出，当反应速度v等于最大速度的 一半时，即v V max 时，米氏常数Km=[S]。
2
即Km表示反应速度达到最大反应速度一半时底物 浓度。
• 温度 最适温度下，酶促反应速度最大， 一般微生物酶最适温度25-60°C。
• 营养物质进入微生物细胞的方式
1、单纯扩散： 物理过程，生物小分子物质通过膜从 高浓度一侧到低浓度一侧扩散，不需能。
2、促进扩散： 较大生物分子不能扩散进入，且在膜 上特异蛋白（载体蛋白）帮助下，从高浓度一侧到 低浓度一侧扩散（载体蛋白只起加速运输作用）， 不耗能。
3、主动运输： 营养物质从低浓度一侧到高浓度一侧， 耗能，也有载体蛋白参与。
（如培养基中加入10%酚，可抑制霉菌、 细菌生长，分离出放线菌）。
• 鉴别培养基：不同微生物对培养基中某一成分 的分解力不同，其菌落可通过指示剂显示不同 颜色,从而将不同微生物区分开来。用于微生物 鉴别。
如大肠菌群中大肠埃希氏菌、枸橼酸盐杆菌、 产气杆菌、副大肠杆菌四类微生物，它们都可 在远藤氏培养基上生长，但对乳糖分解力不同， 用此培养基可将这几类菌鉴别开来。
• 辅基和辅酶：传递电子、原子和基团
• 金属离子：传递电子、作为激活剂
C:P=(75-100):1
所以要使固废、污水处理达到一定效果，就 需要按其需要配给C:N:P比。
• 城市生活污水不存在营养不足的问题。但有的工 业废水缺某种营养，当营养量不足时，应供给或 补足。
• 微生物营养类型 根据微生物所需碳源不同 无机营养型（具完备的酶系统，合成有机物能力
底物浓度与反应速度之间定量关系可用米氏方程
表示
v
V max S Km S
由此式可以看出，当反应速度v等于最大速度的 一半时，即v V max 时，米氏常数Km=[S]。
2
即Km表示反应速度达到最大反应速度一半时底物 浓度。
• 温度 最适温度下，酶促反应速度最大， 一般微生物酶最适温度25-60°C。
• 营养物质进入微生物细胞的方式
1、单纯扩散： 物理过程，生物小分子物质通过膜从 高浓度一侧到低浓度一侧扩散，不需能。
2、促进扩散： 较大生物分子不能扩散进入，且在膜 上特异蛋白（载体蛋白）帮助下，从高浓度一侧到 低浓度一侧扩散（载体蛋白只起加速运输作用）， 不耗能。
3、主动运输： 营养物质从低浓度一侧到高浓度一侧， 耗能，也有载体蛋白参与。
（如培养基中加入10%酚，可抑制霉菌、 细菌生长，分离出放线菌）。
• 鉴别培养基：不同微生物对培养基中某一成分 的分解力不同，其菌落可通过指示剂显示不同 颜色,从而将不同微生物区分开来。用于微生物 鉴别。
如大肠菌群中大肠埃希氏菌、枸橼酸盐杆菌、 产气杆菌、副大肠杆菌四类微生物，它们都可 在远藤氏培养基上生长，但对乳糖分解力不同， 用此培养基可将这几类菌鉴别开来。
• 辅基和辅酶：传递电子、原子和基团
• 金属离子：传递电子、作为激活剂
第04章环境工程微生物学课件
6.抑制剂对酶促反应的影响 抑制剂对酶促反应的影响 有些物质可减弱、抑制、破坏酶活性，称为抑制剂。 有些物质可减弱、抑制、破坏酶活性，称为抑制剂。 重金属离子（ ）、CO CO、 如：重金属离子（Ag+、Hg2+）、CO、H2S等。 抑制剂作用机理： 抑制剂作用机理： a.竞争性抑制 a.竞争性抑制 b.非竞争性抑制 b.非竞争性抑制
k 3 [ E ][ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱS ] v= K m + [S ]
从米－门公式可知，酶促反应速度与[E]和[S]有关。 从米－门公式可知，酶促反应速度与[E]和[S]有关。实 [E] 有关 际上，也要受到温度、pH、激活剂、抑制剂的影响。 际上，也要受到温度、pH、激活剂、抑制剂的影响。 1.[E]对酶促反应的影响 1.[E]对酶促反应的影响 理论： 理论：当底物分子浓度足够时 酶促反应速度与[E]成正比， [E]成正比 ，酶促反应速度与[E]成正比， 即当[S]足够大时，[E]越大 [S]足够大时 越大， 即当[S]足够大时，[E]越大， 酶促反应速度越快。 酶促反应速度越快。 实际： [E]达到一定浓度时， 实际：当[E]达到一定浓度时， 达到一定浓度时 酶促反应速度就趋于平缓。 酶促反应速度就趋于平缓。
第二节 微生物的营养
营养:微生物获得和利用营养物质的过程。 营养 微生物获得和利用营养物质的过程。 微生物获得和利用营养物质的过程 营养物质:能够满足机体生长、 营养物质 能够满足机体生长、繁殖和完成各种生理 能够满足机体生长 活动所需要的物质。 活动所需要的物质。 营养物质是微生物生存的物质基础， 营养物质是微生物生存的物质基础，而营养是微生物 维持和延续其生命形式的一种生理过程。 维持和延续其生命形式的一种生理过程。 微生物不断获得营养物质，将其变成细胞组分， 微生物不断获得营养物质，将其变成细胞组分，并将 废弃物排出体外的过程称为新陈代谢。 废弃物排出体外的过程称为新陈代谢。
微生物的酶课件
持其稳定性。 三级结构： 是在二级结构基础上，多肽进一步弯曲盘绕形成更复杂的构
型。由氢键＞C=0…H—N＜、盐键—NH3+—00C—及疏 水键盘维持三级结构的稳定性。 四级结构： 由几个或几十个亚基形成。
微生物的酶
9
第一节 微生物的酶 二、酶蛋白的结构
二级结构
三级结构
微生ห้องสมุดไป่ตู้的酶
四级结构
10
辅酶及辅基一般在酶促反应中起携带及转移电子、原子 或功能基中间体的作用，因此有的辅酶或辅基也叫做底 物载体。
在催化反应中，酶蛋白与辅助因子所起的作用不同，酶 反应的专一性及高效率取决于酶蛋白本身，而辅助因子 则直接对电子、原子或某些化学基因起传递作用。金属 离子的功能可能是酶活性中心的组成成分；有的可能在 稳定酶分子的构象上起作用；有的可能作为桥梁使酶与 底物相连接。辅酶与辅基在催化反应中作为氢(H+和e) 或某些化学基团的载体，起传递氢或化学基团的作用。
微生物的酶
3
第一节 微生物的酶
(一)酶的组成形式
单成分酶
水解酶
微生物的酶 全酶
酶蛋白+非蛋白质小分子有机物 脱氢酶
酶蛋白+非蛋白质小分子有机物+金属离子 丙 酮酸脱氢酶
酶蛋白+金属离子 细胞色素氧化酶
微生物的酶
4
一、酶的组成
酶的辅助因子包括金属离子及小分子复杂有机化合物。 它们本身无催化作用，但参与氧化还原或运载酰基载体 的作用，现在还认为有些蛋白质也属于这一类，称为蛋 白辅酶。大多数情况下，可以通过透析或其他的方法将 全酶中的辅助因子除去。例如，酵母提取物有催化葡萄 糖发酵的能力，透析除去辅助因子I（C0I）后，酵母提 取物就失去了催化能力，这种与酶蛋白松弛结合的辅助 因子称为辅酶。
型。由氢键＞C=0…H—N＜、盐键—NH3+—00C—及疏 水键盘维持三级结构的稳定性。 四级结构： 由几个或几十个亚基形成。
微生物的酶
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第一节 微生物的酶 二、酶蛋白的结构
二级结构
三级结构
微生ห้องสมุดไป่ตู้的酶
四级结构
10
辅酶及辅基一般在酶促反应中起携带及转移电子、原子 或功能基中间体的作用，因此有的辅酶或辅基也叫做底 物载体。
在催化反应中，酶蛋白与辅助因子所起的作用不同，酶 反应的专一性及高效率取决于酶蛋白本身，而辅助因子 则直接对电子、原子或某些化学基因起传递作用。金属 离子的功能可能是酶活性中心的组成成分；有的可能在 稳定酶分子的构象上起作用；有的可能作为桥梁使酶与 底物相连接。辅酶与辅基在催化反应中作为氢(H+和e) 或某些化学基团的载体，起传递氢或化学基团的作用。
微生物的酶
3
第一节 微生物的酶
(一)酶的组成形式
单成分酶
水解酶
微生物的酶 全酶
酶蛋白+非蛋白质小分子有机物 脱氢酶
酶蛋白+非蛋白质小分子有机物+金属离子 丙 酮酸脱氢酶
酶蛋白+金属离子 细胞色素氧化酶
微生物的酶
4
一、酶的组成
酶的辅助因子包括金属离子及小分子复杂有机化合物。 它们本身无催化作用，但参与氧化还原或运载酰基载体 的作用，现在还认为有些蛋白质也属于这一类，称为蛋 白辅酶。大多数情况下，可以通过透析或其他的方法将 全酶中的辅助因子除去。例如，酵母提取物有催化葡萄 糖发酵的能力，透析除去辅助因子I（C0I）后，酵母提 取物就失去了催化能力，这种与酶蛋白松弛结合的辅助 因子称为辅酶。
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17
乳酸
18
1.按照催化反应的类型： c.转移酶：催化底物基团转移到另一个有机物上。 AR+B A+BR
R:氨基、醛基、酮基、磷酸基
d.异构酶：催化同分异构体的基团重新排列。
A
A`
如：葡萄糖形成为果糖。
19
20
1.按照催化反应的类型：
e.裂解酶：催化底物裂解为小分子有机物。 A C+B f.合成酶：催化底物的合成反应。 A+B+ATP AB+ADP+Pi
21
2.按照酶在细胞的位置：
胞内酶（大部分）、胞外酶、表面酶
3.按照催化的底物：
淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶
22
五、酶的催化特性
1.酶和一般催化剂的比较 共性： (1)用量少而催化效率高。 (2)仅能改变化学反应的速度，并不能改变化学 反应的平衡点。 (3)可降低反应的活化能 2.酶作为生物催化剂的特性
第四章 微生物的生理
1
本章主要内容
1、微生物的酶 2、微生物的营养 3、微生物的产能代谢 4、微生物的合成代谢
代谢：是生命细胞内发生的各种化学反应的总称； 产能代谢：也称异化作用，物质分解反应，放出能量；
合成代谢：也称同化作用，物质合成反应，消耗能量。
2
第一节
微生物的酶
产地 功用
酶的概念 酶是动植物、微生物等生物合成的，催化生物化学反应 的、并传递电子、原子和化学集团的生物催化剂。
23
2.酶作为生物催化剂的特性
(1)催化效率高：反应速度是无酶催化或普通 人造催化剂催化反应速度的103次方至1010次方倍。 如：在同样条件下，只是催化剂不同，催化 H2O2分解,用H2O2酶1秒可催化105mol，用FeCl3，1秒 只催化10-5 mol。
24
(2) 酶的作用具有高度的专一性
+
小分子有机物
酶蛋白 结合松（辅酶）
5
6
2.酶的各组分的功能：
①酶蛋白起加速反应作用；
②其他辅酶、辅基传递电子、原子和化学集团； ③金属离子除传递电子，还起激活剂作用。
7
3. 几种重要的辅基和辅酶
铁卟啉：是细胞色素氧化酶、过氧化氢酶、过氧化物 酶等的辅基，通过铁离子的变价传递电子，催化氧化 还原反应。 辅酶A(CoA或CoA SH)：通过巯基的受酰和脱酰参与 转酰基反应，在糖代谢和脂肪代谢中起重要作用。 （泛酸）
15
三、酶的活性中心
酶的活性中心指的是酶 蛋白分子能与底物结合，并 发挥催化作用的小部分氨基 酸区。分有结合部位和催化 部位。
16
四、酶的分类和命名
1.按照催化反应的类型： 水解酶、氧化还原酶、转移酶、异构酶、裂解酶、合 成酶。 a.水解酶：催化大分子有机物水解成小分子。 AB+H2O AOH+BH b.氧化还原酶：催化物质的氧化还原反应。 AH2+B A+BH2
3.三级结构：在二级结构基础上进一步扭曲形成的更 复杂的结构，有氢键、盐键、脂键等； 4.四级结构：由多个亚基形成。 亚基：由一个或多个多肽链在三级结构的基础上形成
的小单位。
13
三级结构 二级结构
四级结构
14
单体酶：一条多肽链 寡聚酶：多亚基酶 多酶体系：几种不同功能的酶聚合在一 起形成多酶复合体 多功能酶：一条多肽链具有多种催化功 能
微生物的所有营养和代谢活动必须在酶的参与 下才能正常进行。
3
一、酶的组成
1. 酶的组成有两类： ①单成分酶，只含蛋白质；
②全酶（结合酶），除了蛋白质，还含有辅助因子， 如：小分子有机物（不含氮）、金属离子等。 全酶的所有组分必须齐全，缺一不可，否则就会失去 本有活性。
4
金属离子
结合紧（辅基）
辅助因子
10
辅酶M：具有渗透性和热稳定性，是甲基转移酶的辅 酶，是活性甲基的载体，专性厌氧的产甲烷菌所特有。 F420(辅酶420，Co420)：是甲基转移酶的辅酶，是活 性甲基的载体，其功能是作为最初的电子载体。为产 甲烷菌所具有。 F430 (辅酶430) ：是甲基辅酶M还原酶组分C的弥补基， 参与甲烷形成的末端发应。 MPT：作用与叶酸相似，参与C1还原反应。 MFR：在甲烷和乙酸形成过程中起甲基载体作用，产 甲烷菌独有。
25
2.酶作为生物催化剂的特性
(3)反应条件温和：常温、常压，酶容易失活 。
26
六.酶促反应机制 化学反应动力学
反应速率及其测定
反应分子数和反应级数 反应分子数:指的是参加反应的物种数 反应级数:各物质浓度项的指数之代数和就是 该反应的级数
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三、各级反应的特征 （一）一级反应 -dc/dt = kc lnc = -kt + lnc0 Lnc = -kt + B （ 直线） K = (1/t)ln(c0/c) c =（1/2）c0 时 K = (ln2)/t1/2 t1/2 = (ln2)/k 半衰期与反应物的初 始浓度无关
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二、酶蛋白的结构
酶蛋白也是蛋白质，由20种氨基酸组成。 排列顺序不同，蛋白质不同。 氨基酸由肽键（-CO-NH-）连接形成多肽链， 两条连或单链在卷曲时相邻的基团可以由氢键、 盐键、脂键、范德华力及金属键相连接。 这样，便使酶蛋白呈现以下四种结构。
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1.一级结构：多肽链本身结构；
2.二级结构：多肽链形成的初级结构，由氢键连接；
NAD(辅酶Ⅰ)和NADP(辅酶Ⅱ)：两者是多种脱氢酶的
辅酶，在反应中起传递氢的作用。（VPP） FMN(黄素单核苷酸)和FAD(黄素腺嘌呤二核苷酸)：两 者是氨基酸氧化酶和琥珀酸脱氢酶的辅基，是电子传 递体系的组成部分，其功能是传递氢。（B2）
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辅酶Q(CoQ)：是电子传递体系的组成部分，其功能为 传递电子和氢。 硫辛酸(L)和焦磷酸硫胺素(TPP)：两者结合成LTPP， 是α-酮酸脱羧酶和糖类转酮酶辅酶。参与丙酮酸和α-酮 戊二酸的氧化脱羧反应，起传递酰基和氢的作用。（B1） 磷酸腺苷及其他核苷酸类：磷酸腺苷包括AMP，ADP， ATP；其它核苷酸包括GTP，UTP，CTP。 磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺：前者是氨基酸的转氨酶、消 旋酶、脱羧酶的辅酶；后者与转氨有关。（B6） 生物素：是羧化酶的辅基，催化CO2固定和转移及脂肪 合成反应。 四氢叶酸(辅酶F，THFA)：传递甲酰基及羟甲基。 金属离子：是酶的辅基和激活剂。如Fe2＋是铁卟啉环的 辅基，Mg2＋是叶绿素的辅基。