2 酶学
酶学及酶工程2章1节
例：转化酶（invertase）的活性测定
催化反应：蔗糖+水→葡萄糖+果糖 Nelson还原糖定量法测定生成的还原糖量来测定反应速 度。 1单位转化酶活性定义为标准测活条件下1min内水解 1μmole蔗糖生成2μmols还原糖的酶活性。 Nelson试剂：含碳酸钠，酒石酸钾钠，碳酸氢钠，硫酸 钠，硫酸铜 。 砷钼酸试剂：含钼酸铵，砷酸钠，硫酸。 测定方法：将酶和底物混和保温，反应一定时间后加入 Nelson试剂中断酶反应，沸水浴后加入砷钼酸试剂，充分 反应后测定510nm光吸收，由标准曲线上得到还原糖量， 计算得到酶活性。
比色杯
酶反应在比色杯中进行，将反应系统加入比色杯恒温，通常 是最后加入酶溶液启动反应，混匀后即启动连续监测。也有 最后加某一底物启动反应的。 按材料比色杯有石英、玻璃和塑料的。石英杯适用于紫外， 可见各波长，但价格高。玻璃杯价低，准确性亦好，但不适 用紫外（不透明）。塑料杯价最低，也不适用紫外，准确性 稍差，可用于一次性使用。 标准比色杯大小为1cm×1cm内径，容量为3ml，一般测活可 用2ml。窄缝比色杯宽度0.5cm或更少，可节省测活材料，但 需注意和光束位置的配合，做不好易出操作误差。 标准光径为1cm，非标准光径有0.5cm, 2cm, 4cm甚至10cm 光径，可用于光吸收过大或过小的溶液。
ε :摩尔消光系数，c: 浓度，l: 光径
物化性质
3. 空间结构的稳定性 有活性的酶的空间结构稳定性有限。不同的酶 可能有不同的稳定性。 保持稳定性的环境因素： 1）离子强度适当； 2）最适酸碱度左右； 3）低温； 4）加入稳定剂：甘油，糖类，聚乙二醇等。
物化性质
4. 化学反应性 1）水解：酸水解，碱水解，蛋白酶水解。 2）氧化：侧链的巯基易被氧化，甚至可被溶 于水中的溶解氧所氧化。如巯基是必需基团，会 使酶失活。另外氧化会形成二硫键，影响酶的空 间结构。保护的方法：真空除氧；加入保护剂， 如巯基乙醇，二巯基苏糖醇（DTT）。 3）侧链基团被化学作用：除巯基很易被作用 外，羟基，氨基，胍基，羧基，咪唑基，苯基等 均可被特定试剂作用。化学修饰的基础。
酶学与酶工程重点总结
酶学与酶⼯程重点总结第⼆章酶学基础⼀、酶的活性中⼼(active center，active site)（⼀）活性中⼼和必需基团1、与酶活性显⽰有关的，具有结合和催化底物形成产物的空间区域，叫酶的活性中⼼，⼜叫活性部位。
2、活性中⼼可分为结合部位和催化部位。
3、结合部位决定酶的专⼀性，催化部位决定酶所催化反应的性质。
4、酶结构概述（1）活性中⼼是⼀个三维实体。
（2）是有⼀些⼀级结构上可能相距较远的氨基酸侧链基团组成，有的还包含辅酶或辅基的某⼀部分基团。
（3）在酶分⼦表⾯呈裂缝状。
（4）酶活性中⼼的催化位点和结合位点可以不⽌⼀个。
（5）酶活性中⼼的基团都是必需基团，但必需基团还包括活性中⼼以外的基团。
5、酶分⼦中的氨基酸残基或其侧链基团可以分为四类1．接触残基2．辅助残基3．结构残基4．⾮贡献残基（⼆）酶活性中⼼中的化学基团的鉴别1．⾮特异性共价修饰：某些化学试剂能使蛋⽩质中氨基酸残基的侧链基团反应引起共价结合、氧化或还原修饰反应，使基团结构和性质发⽣变化。
如果某基团修饰后不引起酶活⼒的变化，就可初步认为此基团可能是⾮必需基团；反之，如修饰后引起酶活⼒的降低或丧失，则此基团可能是酶的必需基团。
2．亲和标记共价修饰剂是底物的类似物，可专⼀性地引⼊酶的活性中⼼，并具有活泼的化学基团(如卤素)，可与活性中⼼的基团形成稳定的共价键。
因其作⽤机制是利⽤酶对底物类似物的亲和性⽽将酶共价标记的，故称为亲和标记。
3．差别标记在过量底物或可逆抑制剂遮蔽活性中⼼的情况下，加⼊共价修饰剂，使后者只修饰活性中⼼以外的有关基团；然后去除底物或可逆抑制剂，暴露活性中⼼，再⽤同位素标记的向⼀修饰剂作⽤于活性中⼼的同类基团；将酶⽔解后分离带有同位素的氯基酸，即可确定该氨基酸参与活性中⼼。
4．蛋⽩质⼯程这是研究酶必需基闭和活性中⼼的最先进⽅法，即将酶蛋⽩相应的互补DNA(cDNA)定点突变，此突变的cDNA表达出只有⼀个或⼏个氨基酸被置换的酶蛋⽩，再测定其活性，可以知道被置换的氨基酸是否为活⼒所必需。
木霉T2—2产多菌灵水解酶的条件及酶学特性
木霉 （ ｒｈｄｒ ａｓ． Ｔ Ｔ／ ｏ ｅ ） ２—２菌株 ， ｃ ｍ ｐ 是本试验室选育得到
试 验室选 育得 到 的 １株可 以快速 、 高效 降解 多菌灵 的菌株 。
于 提 取酶 。 １４ 粗 酶 液 的 制备 ．
将培 养 好 的 菌 液 在 室 温 下 以 ６ ０ ０ ｒｒｎ离 心 分 离 ０ ／ ｉ ａ ２ ｉ， ０ｒ ｎ 菌体用 ０ １ｍ ｌＬ ｐ ａ ． ｏ Ｈ值 ＝６ ０的 Ｐ Ｓ缓 冲液洗 涤 ２ ／ ． Ｂ 次， 洗液与 上清 液 合并 用 于胞 外酶 测定 。洗 涤 后 的菌 体 以 １： ０ １ 的体积 比悬 浮 于 Ｐ Ｓ中 ， Ｂ 然后在 冰水浴 中进行 超声破
中图分类号 ： ９ ９９ Ｑ ３ ． 文献标志码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ２—１０ 【 １ ０ ０ ７ ０ １０ ３２ 加１ ）６— ５ ７— ２
多 菌灵 因化学性 质稳定 ， 衰期较 长… ， 导致哺乳 动 半 易 物免疫功 能下 降和染色体 畸变而 影响后代 繁衍等性 质 ， 而具 有“ 三致” 作用 ，０ ２年被我 国农业部列为环境激素类化 学农 ２０ 药 Ｊ 。因此对多菌 灵残 留 的降解研 究越来 越受 到 国 内外 关 注 一 。生物 降解是通过酶促反应去除土壤 中多菌灵残 留的 有效 途径 。利用微 生物降解 环境中 的农 药残 留， 具有投 资与 处理 费用低 、 安全性好 、 无二次 污染 等优点 ， 是一种切实 可行 的土壤生物修 复办法 。利用对农药具有降解功能的微生物来 生产 酶制剂 ， 目前广 泛使用 的活体 制剂相 比， 便于储存 、 与 更 运输 和使 用。木霉 （ ｒ ｈｄｒ ａｓ． Ｔ ２菌株 ， Ｔｉ ｏ ｅ ｐ ） ２— ｃ ｍ 是笔者所在
两种谷氨酰胺酶的酶学特性研究
两种谷氨酰胺酶的酶学特性研究卢慧茵;王炜;崔春【摘要】以2种常见的谷氨酰胺酶作为研究对象,利用离子选择电极法测定谷氨酰胺酶的水解活性和转肽活性,探究不同pH、温度、盐含量对谷氨酰胺酶的水解活性及转肽活性的影响.研究结果表明:厂家一谷氨酰胺酶催化水解反应的最适pH为7.0,最适温度为50℃,催化转肽反应的最适pH为10.0,最适温度为50℃;厂家二谷氨酰胺酶催化水解反应的最适pH为7.0,最适温度为45℃,催化转肽反应的最适pH为9.0,最适温度为45℃.同时,谷氨酰胺酶表现水解活性时具有较好的耐盐性,但其转肽活性随盐含量的增加而下降.该研究结果可为谷氨酰胺酶的产业化应用提供理论指导.【期刊名称】《中国调味品》【年(卷),期】2018(043)010【总页数】5页(P1-4,10)【关键词】谷氨酰胺酶;影响因素;水解;转肽;酶活【作者】卢慧茵;王炜;崔春【作者单位】华南理工大学食品科学与工程学院,广州 510641;华南理工大学食品科学与工程学院,广州 510641;华南理工大学食品科学与工程学院,广州 510641【正文语种】中文【中图分类】TS201.25谷氨酰胺酶(EC 3.5.1.2)属于水解酶类，可催化L-谷氨酰胺水解生成L-谷氨酸和氨[1]。
在食品工业特别是酱油酿造工业中，谷氨酰胺酶具有重要的应用价值。
在酱油的酿造过程中，向酱油曲料中添加一定量的谷氨酰胺酶，利用其水解活力，将体系中的谷氨酰胺转化为谷氨酸，有助于提高酱油鲜味，从而得到品质更高的酱油[2]。
此外，谷氨酰胺酶还被应用于米谷蛋白的脱酰胺，脱酰胺后的米谷蛋白各种功能特性如起泡性、溶解性等都有了明显的改善[3]。
谷氨酰胺酶广泛分布于细菌、酵母、真菌等微生物中以及哺乳动物等真核生物中。
目前已有报道多种微生物能产谷氨酰胺酶，如Bacillus circulans[4]，Pseusomonas aeruginosa[5]，Trichodema koningii[6]等细菌菌株，Pichia[7]，Debaryomyces spp.[8]等酵母菌株，Tilachlidium humicola[9]， Verticillium malthousei[10]等真菌菌株。
第二章 酶类
按照催化反应的类型，国际酶学委员会将酶分为六大类。在这六大类里，又各自分为若干亚类，亚类下又分小组。亚类的划分标准：氧化还原酶是电子供体类型，移换酶是被转移基团的形状，水解酶是被水解的键的类型，裂合酶是被裂解的键的类型，异构酶是异构作用的类型，合成酶是生成的键的类型。
（1）氧化还原酶 催化氧化还原反应，如葡萄糖氧化酶，各种脱氢酶等。是已发现的量最大的一类酶，其氧化、产能、解毒功能，在生产中的应用仅次于水解酶。需要辅因子，可根据反应时辅因子的光电性质变化来测定。按系统命名可分为19亚类，习惯上可分为4个亚类：
2.单体酶、寡聚酶和多酶体系
由一条肽链构成的酶称为单体酶，由多条肽链以非共价键结合而成的酶称为寡聚酶，属于寡聚蛋白。有时在生物体内一些功能相关的酶被组织起来，构成多酶体系，依次催化有关的反应。构成多酶体系是代谢的需要，可以降低底物和产物的扩散限制，提高总反应的速度和效率。
有时一条肽链上有多种酶活性，称为多酶融合体。如糖原分解中的脱支酶在一条肽链上有淀粉-1，6-葡萄糖苷酶和4-α-D-葡聚糖转移酶活性；来自樟树种子的克木毒蛋白（camphorin）由一条肽链组成，有三种活性：① RNA N-糖苷酶活性，可水解大鼠28S rRNA中第4324位腺苷酸的糖苷键，释放一个腺嘌呤；② 依赖于超螺旋DNA构型的核酸内切酶活性，专一解旋并切割超螺旋环状DNA形成缺口环状和线状DNA；③ 超氧化物歧化酶活性。来自红色链孢霉的AROM多酶融合体是二聚体，每条肽链含五种酶活性，可催化莽草酸途径的第二至第六步反应，由于有中间产物的传递通道，使催化效率大为提高。
2一碳基转移酶：转移一碳单位，与核酸、蛋白质甲基化有关。
2磷酸基转移酶：常称为激酶，多以ATP为供体。少数蛋白酶也称为激酶（如肠激酶）。
酶学研究的基本原理及其应用
酶学研究的基本原理及其应用酶学是研究酶的性质、结构、活性和功能的学科。
酶作为一种生物催化剂，在生命体内起着至关重要的作用。
酶学的研究对于生物科学、医学以及农业等领域都具有重要的理论和实践意义。
一、基本原理1. 酶的定义和特点酶是一种生物催化剂，它可以在生理条件下催化体内或体外发生的化学反应，使其速率大大加速。
酶是一种蛋白质，具有高度的专一性和灵敏度。
2. 酶的催化机理酶催化过程中主要包括四个步骤：亲合作用、过渡态形成、产物释放和酶的再生。
其中，亲合作用是指酶与底物的结合反应，形成酶-底物复合物；过渡态形成是指酶-底物复合物通过转移和/或变形产生过渡态；产物释放是指酶催化产生的产物从酶-底物复合物中解离出来；再生是指酶从产物和底物中解离出来，回到初始状态，可以开始新的催化过程。
3. 酶的性质和结构酶的性质包括专一性、灵敏度、催化速率、酶动力学等。
酶的结构包括原核生物和真核生物两种类型，其中真核生物酶的结构更加复杂。
二、应用领域1. 化学工业酶可以用于生产化学原料、化学品和制药等领域。
例如，用于生产纤维素、纤维素酶等。
2. 食品工业酶可以在食品加工中发挥重要作用。
例如，用于生产面包、啤酒、乳制品、红葡萄酒、肉制品等。
3. 医学领域酶在医学领域中有广泛的应用。
例如，酶可以用于制造各种药物，如激素、抗生素、病毒和肿瘤的治疗剂等。
4. 环境工程酶可以分解有害化学物质，清除水体和土壤污染物。
例如，可用于分解环境中的有毒物质，如苯、酚、农药等。
总之，酶学是一个重要的生物学科，在众多领域都发挥着不可替代的作用。
科学家们也在不断深入研究酶学的基本原理，以期在更广泛的领域中实现更好的应用和发挥。
湖南农业大学生物化学04-酶学-02酶促反应动力学
（一）基本概念
失活（Inactivation） 使酶蛋白变性而引起酶活 力的丧失 变性剂 无 抑制（Inhibition） 酶的必需基团化学性质发 生改变，但酶没有变性，而导 致的酶活性的降低甚至丧失 有 选择性 抑制剂
抑制程度的表示方法： 不加抑制剂时的反应速率为v0，加抑制剂后的速率为vi 相对（残余）活力分数（a） 抑制分数（i） 指被抑制而失去活力的分数 a = vi / v0 i = 1 - a = 1 - vi / v0
二、底物浓度对酶反应速率的影响
（一）中间络合物学说
⊙
（二）酶促反应动力学方程式
⊙
Back
（一）中间络合物学说
1903年，Henri和Wurtz提出“酶底物中间络合物学说” 亦称 “中间产物学说”
E
+
S
k1 k2
ES
k3ELeabharlann +Pv Vmax
Henri用蔗糖酶水解蔗糖，得到双曲线
零级反应 混合级反应 一级反应 [S]
0.5 / 60 = K = 1/ 92000
766.7 S-1 Back
3、米氏常数的测定
基本原则：将米氏方程变化成相当于 y=ax+b的直线 方程，再用作图法求出Km。 双倒数作图法（Lineweaver-Burk法） 米氏方程的双倒数形式：
1 Km 1 1 — = —— . — + —— v Vmax [S] Vmax
不加抑制剂时的反应速率为v0加抑制剂后的速率为vi相对残余活力分数a抑制分数i指被抑制而失去活力的分数aviv0i1a1viv0二抑制作用的类型非专一性不可逆抑制作用irreversible酶的抑制作用专一性竞争性抑制competitive可逆抑制作用reversible非竞争性抑制noncompetitive反竞争性抑制uncompetitiveback可逆与不可逆抑制抑制剂与酶以非共价键结合而引起酶活力降低或丧失能用物理方法如透析超滤等除去抑制剂而使酶复活抑制作用是可逆的
(完整版)第二次酶学练习题-答案2007
第二章酶学练习题一、填空题1.酶促反应的特点为_____________ 、 _____________ _、________ ____、_______ ______。
条件温和高效率高专一性可调节2.酶活性的快速调节方式包括_________ 和_________ 。
酶原激活共价修饰调节3.全酶包括______________ 和______________ 。
酶蛋白辅助因子4.酶的结合部位决定酶_____________ ，而催化部位决定酶的______________ 。
专一性催化反应性质5.酶活性中心往往处于酶分子表面的______________ 中，形成区，从而使酶与底物之间的作用加强。
孔穴凹陷疏水6.在酶蛋白中既能作为质子供体又能作为质子受体的、最有效又最活泼的催化基团是。
组氨酸的咪唑基7.在胰凝乳蛋白酶的催化过程中，有质子从酶到底物的转移，此质子的供体是。
水8.胰凝乳蛋白酶活性中心的电荷转接系统是由、和三个氨基酸残基依赖氢键产生的。
Asp102、His57及Ser195 氢9.同一种酶有几种底物，就有个Km值，其中Km值最的底物，便为该酶的底物。
几小最适宜10．加入竞争性抑制剂，酶的最大反应速度会，Km值会。
不变减小11.一般别构酶分子结构中都包括部位和部位，其反应速度对底物浓度的曲线是曲线。
活性部位别构部位 S形12.测定酶活力时，底物浓度应，反应温度应选在，反应PH选在，反应时间应在反应的期进行。
过量适宜范围适宜的范围初13.表示酶量的多少常用表示。
酶活力单位14.在标准条件下，1mg酶在1min内转化了2umol底物，那么 mg酶代表1个酶活力单位。
0.515.酶原激活的本质是的形成和暴露的过程。
活性中心16.丙二酸是酶的抑制剂。
琥珀酸脱氢酶竞争性17.延胡索酸酶只对反丁烯二酸(延胡索酸)起催化作用，而对顺丁烯二酸则无作用，因而此酶具有专一性。
几何异构18.米氏方程为。
V= Vmax[S]/(Km+[S])19.酶能加速化学反应的主要原因是和结合形成了，使呈活化状态，从而了反应的活化能。
酶学测定两点法与速率法的探讨
参 考 文 献
通 常酶 活性 测 定 的方 法 有 两 种 ： 是 固定 时 间 法 ； 是 连 一 二
续 监测 法 Ｌ 。 ２ Ｊ
测 定 酶 反 应 开 始 后 某 一 段 时 间 内 （。 ｔ） 物 或 浓 度 的 ｔ到 ｚ产 总变化量 ， 以求 取 酶 反 应 速 度 （ 度 的 大 小 即酶 活 性 高 低 的度 速 量） 方法称固定时间法 ， 称两点法。 的 又 连续 测 定 （ １ 每 ５秒 至 １分 钟 监测 一 次 ） 酶反 应 过 程 中某 一
【 关键 词】 实 验室 技 术 和 方 法 ； 方 法 ； 对 比研 究 ； 酶学
ＤＯＩ １ ． ９ ９ ｊｉｓ ． ６ ３ ４ ３ ． ０ ０ ０ ． ８ ：０ ３ ６ ／．ｓｎ １ ７ — １ ０ ２ １ ． ９ ０ ０
中 图分 类 号 ： ４ ６ １ ２ Ｒ ４ ． １
文 献 标 识 码 ： Ｂ
乞 ｌ
ｔ ２
图 １ 酶 反 应 的 时 间 曲线
图２
两 点 法测 定 中酶 反 应 的 可 能 性
酶 活 性 测 定 必 须 建 立 在 酶 浓 度 ［ ］ 反 应 产 物 浓 度 Ｐ 或 Ｅ与 底 物浓 度 ［ ］ 变 化 成 正 比 的 基 础 上 ， 公 式 表 示 为 ： Ｅ 一 ｓ的 以 Ｅ］
通 过 测 定 底 物 浓 度 的下 降或 产 物 浓 度 的 上 升 ， 以追 踪 酶 可 促 反 应 。一 个 典 型 的酶 促 反 应 曲线 可 以分 为 几 个 反应 期 ， 个 各 反 应 期 持 续 时 间 的 长短 根 据 不 同 酶 促 反 应 及 反 应 条 件 有所 不 同 。反 应 初 期 ， 在 着 一 个 延 滞 期 （ａ ｈｓ） 此 期 随 实 验 条 存 １ ｐ ａｅ ， ｇ 件 不 同 ， 以延 续 几 秒 至 几 分 钟 。 随后 就 是 一 个 底 物 或 产 物 变 可 化 与 时 间成 直 线 关 系 的 时期 ， 为 线 性 期 （ ｎａ ｈ ｓ） 称 １ ｅｒｐ ａｅ 。此 期 ｉ 反应速度是恒定的 ， 即酶 促 反 应 的 初 速 度 。在 线 性 期 内 ， 物 底 浓 度 很 低 时 ， 应 速 度 与 底 物 浓 度 成 正 比 。根 据 不 同 酶 学 反 反
酶学的研究方法和研究进展
酶学的研究方法和研究进展酶学是研究酶的性质、结构、功能等方面的一门学科，对于人类的生活和健康具有极为重要的意义。
从化学反应的角度上来看，酶是一种生物催化剂，它可以加速化学反应的速度。
而在生物体内，酶参与了各种代谢的活动，如蛋白质合成、碳水化合物代谢、脂质代谢、核酸代谢等，因此研究酶学对于生命科学的发展、解决疾病问题、提高人类生产力和环保等方面都具有重要作用。
酶的研究方法：1.实验室途径：酶可通过分离纯化、研究其物理化学性质、酶学性质和结构等方面的实验来进行研究。
2.分子遗传学途径：通过研究酶的分子遗传学变异及其遗传修饰来研究酶的构造、功能和协同作用等。
3.系统生物学途径：利用计算生物学、系统生物学等方法，研究酶的代谢通路、蛋白质网络及其调控等。
酶学研究方法中，最常用的是实验室途径。
而分离纯化是实验室中最基础的研究方法，它可通过生物分离、离心、过滤、凝胶过滤、离子交换和亲和层析等方法进行纯化。
实验室中研究酶的物理和化学性质包括：酶的分子量、热稳定性、电泳特征、光谱特征等。
当然，研究酶的酶学性质更是酶学的重要内容，它包括了酶最适条件的确定、酶的反应动力学及其机理、酶的抑制和激活机制等。
而对于酶的结构，分子遗传学及X射线晶体学等方法也十分有效。
酶学的研究进展：1.结构生物学酶的结构生物学研究是酶学发展的一个重要方向，在新的微笑技术和新的结晶方法的加入下，解析酶分子晶体的速度越来越快。
同时，新的分子生物技术方法也为酶结构的研究提供了新突破口。
2.计算酶学计算酶学是把计算科学与酶学研究相结合的一门学科。
随着计算机运算能力的提高，计算酶学成为酶学研究的新的方法和工具。
在酶的分子模拟、酶结构的预测、生物信息学和系统生物学的研究中都有着广泛的应用。
3.酶催化机理研究酶催化机理研究是酶学研究的重要方向之一。
通过酶的特殊构象和活性位点的解析，分析和建立酶催化的反应机理，可以为酶催化机理的解析提供解决问题的方法。
同时，酶催化机理的研究也可以为酶的分子设计、酶抑制剂和活化剂的研究提供思路和方法。
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CH2OPO3 2-
C
OH C
O
H 醛缩酶 CH2OPO3 2C O H—C—- O
H—C—OH H—C—OH CH2OPO3 2果糖-1，6-二磷酸
+
H—C—OH CH2OPO3 2甘油醛-3-磷酸
CH2OH
磷酸二羟丙酮
AB
A+B
异构酶 Isomerase
异构酶催化各种同分异构体的相互转化，即底 物分子内基团或原子的重排过程。 例如，D-氨基酸消旋酶可使D-氨基酸变成L-氨 基酸。
转移酶 Transferase
转移酶催化基团转移反应，即将一个底物分子的基团或原子转移到 另一个底物的分子上。
COOH
COOH
（CH2）2
H—C—NH2 +
CH3
C
（CH2）2
CH3
O 谷丙转氨酶
H—C
O + H— C
NH2
COOH
谷氨酸
COOH
丙酮酸
COOH
酮戊二酸
COOH
丙氨酸
A· X+B
A +B· X
的变化。
动力学法 : 连续测定反应过程中产物 / 底物
的变化量，直接测定出酶反应的初速度。
酶活力的表示方法
活力单位（active unit）
度量酶催化能力大小
习惯单位（U）: 底物(或产物)变化量 / 单位时间 国际单位（IU）: 1μmoL变化量 / 分钟 Katal（Kat）：1moL变化量 / 秒
二、酶作用的特点
三、酶的化学本质
四、酶专一性类型 五、酶的命名和分类 六、酶活力测定 七、核酶(自学) 八、酶工程(自学)
酶及生物催化剂概念的发展
克隆酶、遗传修饰酶 蛋白质工程新酶 蛋白质类： Enzyme (天然酶、生物工程酶) 生物催化剂 （Biocatalyst） 核酸类：Ribozyme ; Deoxyribozyme 模拟生物催化剂
单纯蛋白质酶类
据酶分子 组成分类 酶蛋白质
结合蛋白质酶类
金属离子
辅助因子 金属有机物 小分子有机物
单体酶
据酶蛋白 特征分类 寡聚酶 多酶复合体
辅酶、辅基、金属离子
辅因子：辅酶、辅基、金属离子 辅酶：与酶蛋白结合较松，可透析除去的小分
子有机物。VB5与NAD（P）+，丙酮酸脱氢酶
辅基：与酶蛋白结合较紧，不能透析除去的小
A
B
常见的有消旋和变旋、醛酮异构、顺反异构和变位酶类。
合成酶 Ligase or Synthetase
合成酶，又称为连接酶，能够催化有腺苷三磷酸（ATP） 参加的反应，即两种物质合成一种新的物质。
A + B + ATP + H-O-H ===A B + ADP +Pi
丙酮酸羧化酶 CH3-CO-COOH + CO2 丙酮酸 ATP COOH-CO-CH2-COOH 草酰乙酸
Section 2
酶促反应动力学
一、化学动力学基础
二、影响酶作用的因素
1、酶浓度
2、底物浓度 3、pH 4、温度 5、激活剂
6、抑制剂
底物浓度对酶反应速度的影响
酶反应速度与底物浓度的关系曲
线（Michaelis—Menten曲线）
米氏方程的提出及推导 米氏常数的意义
米氏常数的测定
Vmax S v K m S
米氏常数:
Km
k 2 k3 k1
中间络合学说
E-S P + E
E + S
前提：
1. S和E形成中间产物，且整个反应速度取决于
E-S P + E 2. 产物浓度接近为0（初速度） 3. [S]》[E] 4. 反应达到平衡
SE
S
酶活力的测定
酶活力
检测酶含量及存在，很难直接用酶的“量”（质量、体积、
浓度）来表示，而常用酶催化某一特定反应的能力来表示酶量
，即用酶的活力表示。 酶催化一定化学反应的能力称酶活力，酶活力通常以最适条
件下酶所催化的化学反应的速度来确定。
测定酶活力就是测定酶促反应的速度，即单位时 间内单位体积中底物的减少量或产物的增加量表示，
分子有机物。VB2与FMN、FAD，琥珀酸脱氢酶
金属离子：与酶的结合，有的紧（金属酶类，SOD）
有的松（金属激活酶类，己糖激酶）
辅酶、辅基往往是由维生素参与形成的小分子有机物。
单体酶、寡聚酶、多酶复合体
单体酶(monomeric enzyme )：只有一条多肽链，这一类酶
很少，一般为水解酶类，相对分子质量为1.3-35kD。
Et ES
k1 k2
ES
ES
k3 P E kcat
[ES]生成速度： v1
k1 Et ESS ，[ES]分解速度： v2 k2 ES k3 ES
米 氏 方 程 的 推 导
当酶反应体系处于平衡时： 即： 令：
酶反应速度与底物浓度的关系曲线
[S]与v关系： 当[S]很低时，[S]与v成比例-- 一级反应 当[S]较高时，[S]与v不成比例—比较复杂 当[S]很高时，[S]，v不变--零级反应
单分子酶促反应的米氏方程及Km
k3 ES PE ES k2
k1
米氏方程:
比活力（specific activity）
总活力单位
度量酶纯度
比活力=
总蛋白mg数
= U(或IU) mg蛋白
酶的比活力
比活力是指每mg蛋白质所具有的活力单位数, 即活力单位数/mg蛋
白质。在酶的纯化过程中, 每步纯化后都要测定酶的比活力, 比活力高, 表明酶的纯度高。
例如, 某酶经过四个纯化步骤后, 获得如下的数据:
酶促反应初速度的概念
[P]
斜率=[P]/ t = V（初速度）
t
初速度(initial rate)：在酶浓度与底物浓度一定的条件下, 在最初 一段时间内, 产物的浓度随时间的增加而成比例的增加时的速度。
酶活力测定方法
终点法 : 酶反应进行到一定时间后终止其
反应，再用化学或物理方法测定产物或底物量
单位为mol/min。
酶活力单位（enzyme activity unit，U）
酶活力的大小，即酶含量的多少，用酶的活力单位 “U” 表示。1U指一定条件下，一定时间内将一定量的底物转变 为产物所需要的酶量。 1961年，国际生物化学协会酶学委员会提出采用统 一的国际单位来表示酶活力单位。即在最适反应条件下 （温度25度） ，每分钟内催化1μmol底物转化为产物 所需的酶量，定为一个酶活力单位（1U=1umol/min）。 DNA限制性内切酶：推荐反应条件下，一小时内可完全 消化1μg纯化的DNA所需的酶量。
第二章 酶学
主要内容：介绍酶的概念、作用特点 和分类、命名，讨论酶的结构特征和催化
功能以及酶专一性及高效催化的策略，进
而讨论影响酶作用的主要因素。
思考
目
第一节 酶学通论
录
第二节 酶促反应的动力学 第三节 酶作用机理和酶活性调节 第四节 维生素与辅酶
Section 1. 酶学通论
一 、酶及生物催化剂概念的发展
酶专一性类型
1. 结构专一性
概念：酶对所催化的分子（底物，Substrate）化
学结构的特殊要求和选择。 类别：绝对专一性和相对专一性 2. 立体异构专一性 概念：酶除了对底物分子的化学结构有要求外， 对其立体异构也有一定的要求。 类别：旋光异构专一性和几何异构专一性。
绝对专一性和相对专一性
绝对专一性：有的酶对底物的化学结构要求非常严格，
寡聚酶(oligomeric enzyme): 由两个或两个以上亚基组成的
酶，亚基相同或不同，相对分子质量从35 000到几百万。 例如碱性磷酸酶和丙酮酸激酶等。
多酶体系(multienzyme system)：多酶复合体是由几个功能
相关的酶聚合而成的复合体，催化连续的一系列相关反应。
相对分子量在几百万以上。例如丙酮酸脱氢酶复合体（总 相对分子质量达460 000）和脂肪酸合成酶复合体。
如果一种酶催化两个底物起反应，应在他们的系统名 称中包括两种底物的名称，并以“：”号将他们隔开。
若底物之一是水时，可将水略去。
脂肪酶 脂肪：水解酶
脂肪+H2O→脂肪酸+甘油
酶的命名和分类
国际生物化学会酶学委员会（Enzyme Commsion）将酶
分成六大类：1.氧还原酶类，2.转移酶类，3.水解酶类，4.裂合 酶类，5.异构酶类，6.合成酶类 * 每一种酶有一个编号,如乙醇脱氢酶 EC 1. 1. 1. 27
消化道蛋白酶作用的专一性
消化道内几种蛋白酶的专一性
氨肽酶
（芳香）
2
羧肽酶 羧肽酶
（碱性）
4
芳香或疏水
(A/S/G)
胰凝乳 蛋白酶
胃蛋白酶
弹性蛋白酶 胰蛋白酶
键专一性
酶的命名和分类
习惯命名法 国际系统命名法 国际系统分类法及酶的编号 六大类酶的特征和举例
习惯命名法
根据酶作用的底物命名，如催化水解淀粉的酶
纯化步骤： 总活力： Ⅰ 6 Ⅱ 4 Ⅲ 3 Ⅳ 2
总蛋白：
比活力：
20
6/20
10
4/10
5
3/5
2
2/2
在酶提纯中，总活性在减少，总蛋白也在减少，但比活性在提高。
此外, 在酶的纯化工作中还要计算两个具有实际意义的项目, 即纯化倍
数和回收率(产量%)： 纯化倍数 = 每次比活力/第一次比活力 回收率（产量%）=(每次的总活力/第一次总活力)×100