常见酶的功能与分类
《酶》 知识清单
《酶》知识清单一、酶的定义和作用酶是生物体内产生的具有催化作用的蛋白质或 RNA 分子。
它们在生物体内扮演着至关重要的角色，能够加速化学反应的进行，使生命活动得以顺利进行。
酶的作用就像是一把“钥匙”，能够精准地打开化学反应的“锁”，降低反应所需的活化能，从而使反应在温和的条件下快速、高效地进行。
比如，在我们消化食物的过程中，唾液中的淀粉酶能够将淀粉分解为麦芽糖，胃中的蛋白酶能够将蛋白质分解为多肽，这些都是酶在发挥作用。
二、酶的化学本质大多数酶是蛋白质，少数酶是 RNA。
作为蛋白质的酶，其结构和功能密切相关。
蛋白质的一级结构决定了酶的氨基酸组成，而二级、三级和四级结构则共同决定了酶的活性中心和催化机制。
RNA 酶也被称为核酶，它们在一些特定的生物过程中发挥着催化作用。
三、酶的特性1、高效性酶具有极高的催化效率，比一般的无机催化剂高出成千上万倍甚至更多。
例如，过氧化氢酶催化过氧化氢分解的效率比无机催化剂铁离子高约 10^10 倍。
2、专一性一种酶通常只能催化一种或一类化学反应。
这是因为酶的活性中心具有特定的结构，只能与特定的底物结合并发生反应。
3、反应条件温和酶催化反应通常在常温、常压和接近中性的条件下进行，相比之下，许多化学反应需要高温、高压和极端的 pH 条件才能发生。
4、可调节性酶的活性可以受到多种因素的调节，包括底物浓度、产物浓度、酶的浓度、pH 值、温度、抑制剂和激活剂等。
四、酶的命名和分类1、命名酶的命名通常根据其所催化的反应或底物来进行。
例如，催化水解反应的酶通常被称为“水解酶”，催化氧化还原反应的酶被称为“氧化还原酶”。
2、分类根据国际酶学委员会的分类方法，酶可以分为六大类：（1）氧化还原酶类：参与氧化还原反应，如过氧化氢酶、脱氢酶等。
（2）转移酶类：催化基团转移反应，如转氨酶等。
（3）水解酶类：催化水解反应，如蛋白酶、淀粉酶等。
（4）裂解酶类：催化从底物分子中移去一个基团或原子形成双键的反应或其逆反应，如碳酸酐酶等。
2-酶的分类与命名
酶的分类和命名---介绍酶的常见分类标准、种类与命名规则⏹酶的分类●按照化学性质分：蛋白质酶、核酶●按照化学组成分:（简单蛋白、结合蛋白）简单酶（单纯酶）与结合酶（含有辅基或辅酶）以蛋白质结构分类单体酶：酶由一条肽链组成寡聚酶：酶为寡聚蛋白多酶复合体：几个独立的酶组合起来形成复合体，催化一个系列反应大多数寡聚酶是胞内酶，而胞外酶一般是单体酶。
根据催化的反应类型：大体分六大类⑴氧化还原酶（脱氢酶与氧化酶）①脱氢酶AH 2+ B（辅酶）←→A+BH2②氧化酶BH 2+ 1/2 O2←→B+H2O⑵转移酶AX＋B ←→ A＋BX⑶水解酶AB ＋H2O ←→ AOH＋BH⑷裂解酶 A ←→ B + C⑸异构酶 A ←→B⑹合成酶A+B+ATP ←→C＋ADPATP起提供能量活化反应分子的作用①氧化-还原酶Oxidoreductase氧化-还原酶催化氧化-还原反应。
主要包括脱氢酶(Dehydrogenase)和氧化酶(Oxidase)。
②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。
③水解酶Hydrolase水解酶催化底物的加水分解反应。
主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。
④裂解酶Lyase裂合酶催化从底物分子中移去一个基团或原子形成双键的反应及其逆反应。
主要包括醛缩酶、水化酶及脱氨酶等。
OCH2OH OHOHOH OH OCH2OH CH2OHOHOHOH⑤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，葡萄糖异构酶催化的反应。
⑥合成酶Ligase or Synthetase合成酶，又称为连接酶，能够催化C-C、C-O、C-N 以及C-S 键的形成反应。
这类反应必须与ATP分解反应相互偶联。
A +B + ATP + H-O-H ===A B + ADP +Pi⏹酶的命名●习惯命名依据底物来命名（绝大多数酶）：蛋白酶、淀粉酶 依据催化反应的性质命名：水解酶、转氨酶结合上述两个原则命名：琥珀酸脱氢酶。
简述几种辅酶的功能及其与维生素的关系。
一、概述辅酶在生物体内起着至关重要的作用，它们通常与维生素密切相关。
本文将简要介绍几种常见的辅酶及其功能，并探讨它们与维生素之间的关系。
二、辅酶的功能1. 辅酶A辅酶A是一种广泛存在于细胞内的辅酶，它参与了许多重要的细胞代谢过程，如葡萄糖的分解及脂肪酸的合成。
辅酶A中的辅酶A酯在细胞色素内转运乙酰基团的时候起着重要作用，是细胞内的重要能量分子。
2. 辅酶Q辅酶Q是线粒体内的重要辅酶，它在细胞色素氧化酶复合体中转移质子，并参与线粒体内的呼吸链以及氧化磷酸化过程。
辅酶Q还可以通过抗氧化作用来保护细胞内的膜结构。
3. 辅酶NAD+辅酶NAD+是细胞中的一种重要氧化还原辅酶，它参与了细胞中的多种氧化还原反应，如糖酵解、脂肪酸氧化和细胞色素P450等代谢过程。
NAD+作为一种能量载体，可以将能量转移到细胞中的其他反应中。
4. 辅酶FAD辅酶FAD是一种含有核黄素的辅酶，它在细胞中参与了多种氧化还原反应，如呼吸链和某些酶的催化过程。
FAD在细胞色素氧化酶中也扮演着重要角色。
三、辅酶与维生素的关系1. 辅酶与维生素的来源辅酶通常是一些含有维生素结构的复合物，它们能够在细胞内参与多种生物化学反应。
一些维生素本身就是辅酶的一部分，如核黄素、核膜酸等。
而另一些维生素则是辅酶的前体物质，如烟酰胺、磷酸核糖等。
2. 辅酶与维生素的功能关系维生素在体内通常以辅酶的形式存在，并与特定的酶相结合，以促进生物体内的多种生物化学反应。
辅酶通过将底物分子转运到酶的活性中心，促进了化学反应的进行。
辅酶与维生素之间是一种密切的功能关系。
3. 维生素缺乏与辅酶功能的影响维生素的缺乏会导致对应的辅酶功能的减弱甚至丧失，进而影响相关代谢路径的进行。
以核黄素为例，其缺乏会导致维生素B2的裂解，从而影响体内某些代谢酶的活性。
维生素的摄入与相应辅酶的形成对于维持生物体的正常代谢过程至关重要。
四、结论辅酶在细胞内发挥着不可替代的作用，它们与维生素之间存在着密切的关系。
酶—生物化学
4. 裂解酶类（裂合酶类）
5. 异构酶类 6. 合成酶类（连接酶类） 每种酶的分类编号均有4个数字组成
酶活性的测定
• 酶活性： 酶所具有的催化能力 • 酶活性的测定： ⑴ S↓or P ↑
时间
⑵ 反应的初速度 • 酶活性单位：
①IU—— μmol ②Kat—— mol 分 秒
血液中丙氨酸氨基转移酶（ALT）活性的测定 [ 谷丙转氨酶（GPT）] 丙氨酸 + α-酮戊二酸 丙酮酸 + 谷氨酸
米氏方程式
Vm [S]
V = Km + [S]
Km
米氏常数的意义
1. = 1/2 Vm， Km = [S] 2. Km 可以近似地代表E与S的亲和力 （Km越小，代表E与S亲和力越大）
三、温度对酶促反应速度的影响
• • • • 在一定温度范围内， T↑，酶活性 ↑， T↓，酶活性↓； 超过一定温度范围， 酶反而变性失活；
E S I
+ S
非竞争性抑制作用特点
1. i与S结构不相似；
2. i与S互不干扰同时与 酶 结合；
3. 抑制程度只取决于[i]的浓度；
4. ↑[S]，不能去除抑制作用。
（Km不变， Vm ↓）
竞争性抑制作用
非竞争性抑制作用
3、反竞争性抑制作用
• 概念：抑制剂仅与酶-底物复合物（ES）结合， 使酶失去催化活性 E+S ES
第六章
enzyme
酶
本章主要内容
酶的分子结构 酶促反应的特点与机制
酶促反应动力学
酶的命名、分类和活性测定
酶与医学的关系
酶的定义： 是由活细胞产生的具有催化作用 的蛋白质。
酶 生物催化剂 核酶（具有催化作用的核酸）
酶的概念、分类、功能、动力学特点
6/16.酶 ③专一性
锁与钥 匙学说
解
释
诱导契
合学说
“三点附 着”模型
➢ 核心内容：指酶比作锁，底物比作钥匙，锁眼比作活性中心， 认为酶活性中心的构象是固定不变的，底物的结构必须与酶活 性中心的结构非常吻合才能结合
➢ 缺陷：
不能解释酶的活性中 心不仅能与底物结合， 同时也能与产物结合 而催化其逆反应
（2）为区别传统的蛋白质催化剂，Cech将具有催化活性的RNA定义为riboxyme， 翻译成核酶。但Cech发现的还不是真正意义上的催化剂，因为其自身也发生了改 变
（3）后来发现的L19 RNA、核糖核酶酶P才是真正意义上的核酶，具有酶的标志 性特征
6/16.酶 6.2 核酶 6.2.2 核酶的种类
辅酶是专指那些与脱辅酶结合松散、使用透析的方法就容易去除的有机小 分子，如辅酶Ⅰ(NAD+)和辅酶Ⅱ(NADP+)等
辅基是专指那些与脱辅酶结合紧密(有时甚至以共价键结合)、使用透析的 方法难以去除的有机小分子，需要用一定的化学处理才能与蛋白质分子分开， 如：琥珀酸脱氢酶中的FAD；细胞色素氧化酶中的铁卟啉等
实例：碳酸酐酶 ( 红细胞、肺泡细胞、肾小管细胞) H2O + CO2 H2CO3
每个酶分子在1s内可以使6×105个CO2发生水合作用，比未经催化的反应快107倍
▶酶的转换数(kcat)
指在一定条件下每秒钟每个酶分子转换底物的分子数，或每秒钟每微摩尔 酶分子转换底物的微摩尔数
大多数酶对它们天然底物的转换数的变化范围为每秒1～104
如A和B之间互相转化，假设在没有酶的情况下正向反应的速率常数(k1)是10－4/s，而逆向 反应速率常(k2)是10－6/s。平衡常数K可通过正、逆反应速率常数之比得出：
生化第三章酶
第三章酶本章要点生物催化剂——酶：由活细胞产生的、对其底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质。
一、酶的分子结构与功能1.单体酶：由单一亚基构成的酶。
（如溶菌酶）2.寡聚酶：由多个相同或不同的亚基以非共价键连接组成的酶。
（如磷酸果糖激酶-1）3.多酶复合物（多酶体系）：几种具有不同催化功能的酶可彼此聚合。
（如丙酮酸脱氢酶复合物）4.多功能酶（串联酶）：一些酶在一条肽链上同时具有多种不同的催化功能。
（如氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ）（一）、酶的分子组成中常含有辅助因子1.酶蛋白主要决定酶促反应的特异性及其催化机制；辅助因子主要决定酶促反应的性质和类型。
2.酶蛋白和辅助因子单独存在时均无催化活性，只有全酶才具有催化作用。
3.辅酶与酶蛋白的结合疏松，可以用透析和超滤的方法除去。
在酶促反应中，辅酶作为底物接受质子或基团后离开酶蛋白，参加另一酶促反应并将所携带的质子或基团转移出去，或者相反。
4.辅基则与酶蛋白结合紧密，不能通过透析或超滤将其除去。
在酶促反应中，辅基不能离开酶蛋白。
5.作为辅助因子的有机化合物多为B族维生素的衍生物或卟啉化合物，它们在酶促反应中主要参与传递电子、质子（或基团）或起运载体作用。
金属离子时最常见的辅助因子，约2/3的酶含有金属离子。
6.金属离子作为酶的辅助因子的主要作用①作为酶活性中心的组成部分参加催化反应，使底物与酶活性中心的必需基团形成正确的空间排列，有利于酶促反应的发生；②作为连接酶与底物的桥梁，形成三元复合物；③金属离子还可以中和电荷，减小静电斥力，有利于底物与酶的结合；④金属离子与酶的结合还可以稳定酶的空间构象。
7.金属酶：有的金属离子与酶结合紧密，提取过程中不易丢失。
8.金属激活酶：有的金属离子虽为酶的活性所必需，但与酶的结合是可逆结合。
（二）、酶的活性中心是酶分子执行其催化功能的部位1.酶的活性中心（活性部位）：酶分子中能与底物特异地结合并催化底物转变为产物的具有特定三维结构的区域。
酶 高三知识点
酶高三知识点酶酶是一类特殊的生物催化剂，具有极高的催化效率和选择性。
它们在细胞代谢和生物活动中发挥着重要的作用。
本文将对酶的定义、结构与功能以及酶的分类进行详细的介绍。
一、酶的定义与特征酶是一类大分子生物催化剂，能够加速和调控化学反应的速度，且在反应过程中不被消耗。
酶对底物有高度的选择性和专一性，能够催化特定的生化反应发生。
酶的特征主要包括：1. 高效催化：酶能够极大地加快反应速率，使反应在生物条件下实现。
2. 选择性：酶对底物和反应物具有特异性，只催化特定的化学反应。
3. 反应特异性：酶将反应物转化为产物时，不与其他物质发生反应。
4. 可逆性：酶可以通过调整反应条件和底物浓度来实现正反应的动态平衡。
5. 温度和pH敏感性：酶的催化活性受到温度和pH值的影响，适宜的温度和pH条件可以提高酶的催化效率。
二、酶的结构与功能酶的结构主要包括蛋白质和非蛋白质部分。
蛋白质部分是酶的主体结构，非蛋白质部分则是辅助酶的催化活性。
酶的结构与功能密切相关，以下是酶的基本结构和功能介绍：1. 活性中心：酶分子中的一个特定区域，与底物结合并进行催化反应。
活性中心由氨基酸残基组成，其中一些残基是催化反应必不可少的。
2. 辅因子：非蛋白质的部分，可以与蛋白质分子结合形成活性酶。
例如辅酶、金属离子等。
3. 结构域：酶分子中具有功能和结构上的相对独立性的区域。
通过结构域的组合和排列方式，形成了复杂的酶结构，从而实现了多样化的催化功能。
4. 底物结合位点：酶分子上与底物结合的位置。
酶与底物结合后，底物在活性中心上发生化学反应，并形成产物。
5. 调节位点：酶分子上的一个区域，可以受到某些物质的调节，从而改变酶的催化活性。
三、酶的分类酶可以按照底物的催化类型、酶反应速率、酶底物浓度之间的关系等多种方式进行分类。
以下是常见的酶分类方法：1. 按底物的催化类型：氧化还原酶、转移酶、水解酶、异构酶、裂解酶等。
2. 按酶反应速率：一级酶、二级酶、三级酶等。
酶的生物有机化学
酶的生物有机化学1. 概述酶是一类生物大分子催化剂，广泛存在于生物体内，对生物体的正常代谢和生长起着重要作用。
酶通过催化生化反应中的底物转化为产物，加速反应速率，并在反应过程中不参与或仅参与微弱的变化。
酶的催化作用是通过酶活性中心上特定的氨基酸残基或金属离子来实现的。
本文将介绍酶的生物有机化学。
2. 酶的结构酶分子主要由蛋白质组成，具有复杂的结构。
酶的结构可以分为四个层次：一级结构为氨基酸的线性排列顺序；二级结构为氨基酸的局部立体空间构型，如α-螺旋和β-折叠；三级结构为整个分子的三维立体空间构型；四级结构为多个蛋白质分子组合形成的复合体。
酶的活性中心通常位于蛋白质的三级结构上，通过与底物特异性结合来催化化学反应。
3. 酶的分类根据酶催化的反应类型，酶可以分为多种类型。
常见的酶分类包括：•氧化还原酶：催化氧化还原反应，如过氧化物酶；•水解酶：水解底物，如酯酶；•转移酶：将功能基团从一个底物转移到另一个底物，如转氨酶；•合成酶：催化两个底物合成一个产物，如聚合酶。
不同的酶在催化作用和底物选择上具有明显的差异，起着不可替代的作用。
4. 酶的催化机制酶的催化作用有多种机制。
其中，常见的酶催化机制包括：•酸碱催化：酶活性中心上的特定氨基酸残基可以作为酸或碱，与底物发生酸碱反应，降低反应的能垒；•亲合催化：酶与底物之间形成的酶底物复合物比底物本身更稳定，从而加速反应速率；•共价催化：酶活性中心上的氨基酸残基与底物形成共价键，并通过这个共价键来催化反应。
此外，酶还可以通过调节底物的立体构型、提供合适的环境条件等方式来加速反应速率。
5. 酶的调控生物体内酶的活性需要得到精确调控，以维持正常的代谢和生长。
常见的酶调控方式包括：•底物浓度调控：酶的活性可以受到底物浓度的影响，通过底物浓度的调节来控制酶反应速率；•反馈抑制：某些产物可以作为酶反应的抑制剂，通过反馈抑制来调节酶活性；•磷酸化修饰：细胞内激酶酶可以通过将磷酸基团附加到酶上，改变酶的构象，从而调节酶的活性。
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常见酶的功能与分类
一、主要酶的功能概述
1.DNA聚合酶：在DNA复制中起作用，是以一条单链DNA为模板，将单个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链，形成链与母链构成一个DNA分子。
2.解旋酶：作用于氢键，是一类解开氢键的酶，由水解ATP来供给能量它们常常依赖于单链的存在，并能识别复制叉的单链结构。
在细菌中类似的解旋酶很多，都具有ATP酶的活性。
大部分的移动方向是5′→3′，但也有3′→5′移到的情况，如n′蛋白在φχ174以正链为模板合成复制形的过程中，就是按 3′→5′移动。
在DNA复制中起作用。
3.DNA连接酶：其功能是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键。
如果将经过同一种内切酶剪切而成的两段DNA比喻为断成两截的梯子，那么，DNA连接酶可以把梯子的“扶手”的断口处(注意：不是连接碱基对，碱基对可以依靠氢键连接)，即两条DNA黏性末端之间的缝隙“缝合”起来。
据此，可在基因工程中用以连接目的基因和运载体。
与DNA聚合酶的不同在于：不在单个脱氧核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键，而是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来，因此DNA连接酶不需要模板。
4.RNA聚合酶：又称RNA复制酶、RNA合成酶，作用是以完整的双链DNA为模板，边解放边转录形成mRNA，转录后DNA仍然保持双链结构。
对真核生物而言，RNA聚合酶包括三种：RNA聚合酶I转录rRNA，RNA聚合酶Ⅱ转录mRNA，RNA聚合酶Ⅲ转录tRNA和其她小分子RNA。
在 RNA复制和转录中起作用。
5.反转录酶：为RNA指导的DNA聚合酶，催化以RNA为模板、以脱氧核糖核苷酸为原料合成DNA的过程。
具有三种酶活性，即RNA指导的 DNA聚合酶，RNA酶，DNA指导的DNA聚合酶。
在分子生物学技术中，作为重要的工具酶被广泛用于建立基因文库、获得目的基因等工作。
在基因工程中起作用。
6.限制性核酸内切酶(简称限制酶)：限制酶主要存在于微生物(细菌、霉菌等)中。
一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA 分子。
是特异性地切断DNA链中磷酸二酯键的核酸酶(“分子手术刀”)。
发现于原核生物体内，现已分离出100多种，几乎所有的原核生物都含有这种酶。
是重组DNA技术和基因诊断中重要的一类工具酶。
例如，从大肠杆菌中发现的一种限制酶只能识别GAATTC序列，并在G和A之间将这段序列切开。
目前已经发现了200多种限制酶，它们的切点各不相同。
苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因，就能被某种限制酶切割下来。
在基因工程中起作用。
7.纤维素酶和果胶酶：植物细胞工程中植物体细胞杂交时，需事先用纤维素酶和果胶酶分解植物细胞的细胞壁，从而获得有活力的原生质体，然后诱导不同植物的原生质体融合。
8.胰蛋白酶：在动物细胞工程的动物细胞培养中，需要用胰蛋白酶将取自动物胚胎或幼龄动物的器官和组织分散成单个的细胞，然后配制成细胞悬浮液进行培养。
或用于细胞传代培养时将细胞从瓶壁上消化下来。
9.淀粉酶：主要有唾液腺分泌的唾液淀粉酶、胰腺分泌的胰淀粉酶和肠腺分泌的肠淀粉酶，可催化淀粉水解成麦芽糖。
10.麦芽糖酶：主要有胰腺分泌的胰麦芽糖酶和肠腺分泌的肠麦芽糖酶，可催化麦芽糖水解成葡萄糖。
11.脂肪酶：主要有胰腺分泌的胰脂肪酶和肠腺分泌的肠脂肪酶，可催化脂肪分解为脂肪酸和甘油。
肝脏分泌的胆汁乳化脂肪形成脂肪微粒后，有利于脂肪分解。
12.蛋白酶：主要有胃腺分泌的胃蛋白酶和胰腺分泌的胰蛋白酶，可催化蛋白质水解成多肽链。
作用结果是破坏肽键和蛋白质的空间结构。
13.肽酶：由肠腺分泌，可催化多肽链水解成氨基酸。
14.转氨酶：催化蛋白质代谢过程中氨基转换过程。
如人体的谷丙转氨酶(GPT)，能够把谷氨酸上的氨基转移给丙酮酸，从而形成丙氨酸和a—酮戊二酸。
由于谷丙转氨酶在肝脏中的含量最多，当肝脏病变时谷丙转氨酶就大量释放到血液，因此临床上常把化验人体血液中这种酶的含量作为诊断是否患肝炎等疾病的一项重要指标。
15.光合作用酶：是指与光合作用有关的一系列酶，主要存在于叶绿体中。
16.呼吸氧化酶：与细胞呼吸有关的一系列酶，主要存在于细胞质基质和线粒体中。
17.ATP合成酶：指催化ADP和磷酸，利用能量形成ATP的酶。
18.ATP水解酶：指催化ATP水解形成ADP和磷酸，释放能量的酶。
19.组成酶：指微生物细胞中一直存在的酶。
它们的合成只受遗传物质的控制，如大肠杆菌细胞中分解葡萄糖的酶。
20.诱导酶：指环境中存在某种物质的情况下才合成的酶，如大肠杆菌细胞中分解乳糖的酶。
二、酶的分类。