微生物第二章

第二節(jié)酶及其作用

一、酶的概念及其命名

1.發(fā)現(xiàn)：1896年，Buchner兄弟，酵母提取液發(fā)酵糖。

2.定義：由活細(xì)胞產(chǎn)生,具有催化活性的生物催化劑。絕大多數(shù)酶是具有催化功能的蛋白質(zhì)（少數(shù)是RNA）。

3.命名

(1)系統(tǒng)命名法

原則：寫明底物和反應(yīng)性質(zhì)。(2)習(xí)慣命名法

仍常用牛胰核糖核酸酶羧基肽酶二、酶的分類

(1)根據(jù)促反應(yīng)性質(zhì)分類

a.水解酶

如淀粉淀粉酶糖纖維素纖維素酶糖蛋白質(zhì)蛋白酶

氨基酸

脂肪脂肪酶甘油+脂肪酸

b.氧化還原酶分類：脫氫酶類和氧化酶類

如：葡萄糖的好氧分解c.轉(zhuǎn)移酶

催化分子間的基團(tuán)轉(zhuǎn)移，如谷丙轉(zhuǎn)氨酶f.同分異構(gòu)酶g.裂解酶h.合成酶

(2)根據(jù)酶的存在位置分類

a.

胞外酶：細(xì)胞內(nèi)合成后，到細(xì)胞外起作用的酶類。

b.胞內(nèi)酶：作用于細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的酶。

(3)根據(jù)酶的組分分類a.

單成分酶=蛋白質(zhì)水解酶類

b.全酶=蛋白質(zhì)+輔助因子(絕大多數(shù)酶)

蛋白質(zhì)作用：識別底物，加速反應(yīng)。輔助因子作用：傳遞電子、化學(xué)基團(tuán)等。

圖示為一種全酶蛋白質(zhì)輔助因子：有機(jī)物或金屬離子三、酶的作用特性1.作用特點

(1)只加速反應(yīng)速度，而不改變反應(yīng)平衡點；反應(yīng)前后質(zhì)量不變。

(2)高度專一性

(3)條件溫和

(4)對環(huán)境極為敏感

(5)高效性

(6)活力的可調(diào)節(jié)性

2.酶的活性和活性中心

(1)酶活力(性)：酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力。

1酶活力單位：250C，最適pH及底物濃度等條件下，1min內(nèi)轉(zhuǎn)化1umol底物所需的酶量。(2)活性中心：酶蛋白質(zhì)分子中與底物結(jié)合,并起催化作用的小部分氨基酸區(qū)域。結(jié)合部位：識別并結(jié)合底物分子活性中心催化部位：打開/形成化學(xué)鍵活性中心3.酶的作用機(jī)理誘導(dǎo)契合假說：

當(dāng)酶與底物接近時，酶蛋白受底物分子的誘導(dǎo)，其構(gòu)象發(fā)生有利于底物結(jié)合的變化，并形成了酶-底物中間復(fù)合物(中間產(chǎn)物)，酶與底物在此基礎(chǔ)上互補(bǔ)契合、進(jìn)行反應(yīng)。最終形成反應(yīng)產(chǎn)物。

E+S→ES→E+P底物酶中間產(chǎn)物產(chǎn)物四、影響酶活力(反應(yīng)速度)的因素1.溫度的影響

酶的最適溫度：發(fā)揮酶的最大催化效率時的溫度。

T<T最適,反應(yīng)速度呈上升趨勢，原因是溫度升高利于底物的解離。T>T最適，反應(yīng)速度呈下降趨勢，原因是高溫使酶變性。最適溫度處2.pH值的影響

最適pH值：發(fā)揮酶的最大催化效率時的pH值。

最適pH處3.抑制劑的影響

抑制劑可逆抑制劑不可逆抑制劑：使酶遭到破壞的物質(zhì)。如重金屬離子競爭性抑制劑非競爭性抑制劑競爭性抑制劑：指與底物結(jié)構(gòu)類似的物質(zhì)，可爭先與酶的活性中心結(jié)合。非競爭性抑制劑：與活性中心以外的結(jié)合位點結(jié)合后，底物仍可與酶的活性中心結(jié)合，但酶不顯活性。4.底物濃度的影響底物濃度（S）反應(yīng)速度(V)一級反應(yīng)混合級反應(yīng)零級反應(yīng)1)米-哨門公頸式——煌解釋寨了底盲物濃道度對勢酶反褲應(yīng)速倆度的劣影響當(dāng)[S]割<染<K磁m時，V=Vma禽x[S]/擦Km械—仗—一級利反應(yīng)當(dāng)[S]逢>>滋Km時,V=Vma莫x——零級誓反應(yīng)當(dāng)V=Vma冠x[S]/對（菌Km+[S蔽]）時芬—還—混賭合級膨反應(yīng)底物僅濃度最大襯反應(yīng)墊速度反應(yīng)朽速度米氏覽常數(shù)米-標(biāo)門公戀式的喊推導(dǎo)賊過程E蓮+摘SES障E掀+位P散(1殊)K1K2K3我們劇所求召為V=季k3[E顯S]森(2浩)ES的生蕩成速桃度：k1([購E0]-烘[E依S]缸)[竊S]鼠(3丑)ES的分嗽解速嫁度：k2[E環(huán)S]繭+k3[E累S]奪(關(guān)4)反應(yīng)周達(dá)平枯衡時k1([蚊E0]-蛛[E瀉S]黑)[濃S]待=概k2[E揉S]繭+k3[E覽S]夠(甚5)(k3+k2)/則k1=([樸E0]-意[E弓S]疊)[饒S]派/列[E袍S]逼(莫6)則[ES孫]席=[凳E0]非[S秩]/炸(Km+[S努])購(7彎),將(7歷)代入(2寄)則令Km=(圍k2+k3)/懸k1并代婆入(6仔)V=k3[E0][S滲]/損(堂Km+[S壯]低)V=Vma爛x[S]/穗(職Km+[S鉆])(當(dāng)酶膠飽和糕時,[E0]=統(tǒng)[諸ES醫(yī)]此時k3[E博S]夢=Vma秩x)當(dāng)V=頭1/則2Vma睬x,Km=毅[S巷],單位恐為mo騙l/旦L。2）米氏抱常數(shù)量（Km并）—因—半飽威和常超數(shù)a.意義：不同會的酶艷具有笛不同Km值，透它是準(zhǔn)酶的廚一個頑重要收的特賴征物擁理常征數(shù)。Km值只供是在隆固定資的底頑物，孩一定管的溫僚度和pH條件揭下，濃一定諸的緩烤沖體性系中莫測定自的，米不同科條件召下具窗有不們同的Km值。表示填酶與甩底物址之間攏的親華和程畜度：Km值大堆，親磁和程度度小偷。Km值小前，親魄和程群度大龜。斜率派=Km烏/Vm德ax1/Vm講ax1Km濫1聞1窯=憶+VVma潤x[S柴]Vma男xb.米氏鍋常數(shù)的求法——貓雙倒斜數(shù)法1/S1/V3)莫諾級特方健程—斤—基底質(zhì)濃焰度與甩微生束物比匠增長藍(lán)速率麗的關(guān)允系=maxSKs+S比增載長速且率飽和漢常數(shù)最大病比增厚長速月率基質(zhì)禽濃度5.酶的徐初始田濃度V=k3[E0][S壤]/創(chuàng)(需Km+[S宇]停)E0越大初