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生化enzyme的学习材料第1页/共61页 第一章 酶学通论1、酶的催化性质3、酶的分类命名2、酶的化学本质4、酶的专一性5、酶的活力与分离纯化第2页/共61页 人们对酶的认识起源于生产与生活实践。夏禹时代，人们掌握了酿酒技术。公元前12世纪周朝，人们酿酒，制作饴糖和酱。春秋战国时期已知用麴(曲)治疗消化不良的疾病。酶者，酒母也酶酒概述-酶的发现及研究历史第3页/共61页 1. 不自觉的应用：酿酒、造酱、制饴、治病2. 对酶的初步认识: 消化与发酵现象19世纪30年代，德国科学家施旺获得胃蛋白酶。1833年，法国化学家Payen和Person用酒精处理麦芽抽提液，得到淀粉酶（diastase）。1878年，德国科学家K?hne提出enzyme—从活生物体中分离得到的酶，意思是“在酵母中”（希腊文）。第4页/共61页 3、19世纪，对于发酵过程的本质开展了长期的学术争论，并导致了随后一系列对于酶的分离及化学本质的研究当时法国化学家和微生物学家Pasteur认为没有生物则没有发酵。德国化学家Liebig认为发酵是由化学物质引起的。此争议由德国学者Buchner兄弟于1896年解决。Buchner兄弟的试验：用细砂研磨酵母细胞，压取汁液，汁液不含活细胞，但仍能使糖发酵生成酒精和二氧化碳。证明：发酵与细胞的活动无关。第5页/共61页 第6页/共61页 4、酶是活细胞产生的，能在细胞内外起催化作用的生理活性物质。那么酶的化学本质究竟是什么？1926年,美国康乃尔大学的Sumner博士从刀豆中提取出脲酶结晶，并证明具有蛋白质的性质。1930年，美国的生物化学家Northrop分离得到了胃蛋白酶（pepsin）、胰蛋白酶（trypsin）、胰凝乳蛋白酶（chymotrypsin）结晶，确立了酶的化学本质。随着X光晶体衍射，多维核磁共振（NMR ）技术的发展，很多酶的空间结构被揭示。第7页/共61页 第8页/共61页 第9页/共61页 第10页/共61页 1957年Sanger报道了胰岛素的氨基酸系列，这是第一次阐明一个蛋白质的氨基酸全系列。1963年第一个酶（核糖核酸酶）的氨基酸序列被报道。1969年，Merrifield等人由氨基酸人工合成了具有催化活性的酶Rnase,进一步证实了酶的蛋白质本质。 第11页/共61页 5、80年代初发现了具有催化功能的RNA——核酶(ribozyme)，这一发现打破了酶是蛋白质的传统观念，开辟了酶学研究的新领域。1983年核酸酶的确认：切克(Thomas Cech)等人发现四膜虫（Tetrahynena）细胞的26 S rRNA前体具有自我剪接功能（Self-splicing）。该RNA前体约有6400个核苷酸，含有一个内含子（Intron）或称为间隔系列（Intervening sequence, IVS）和两个外显子（Exon），在成熟过程中，通过自我催化作用，将间隔系列切除，并使两个外显子连接成成熟的 RNA。这种剪接不需要蛋白质存在，但必须有鸟苷或5’－GMP和镁离子参与。切克（T.Cech）将之称为自我剪接反应。认为RNA 亦具有催化活性。并将这种具有催化活性的RNA 称为ribozyme。第12页/共61页 第13页/共61页 淀粉酶类与淀粉糖业第14页/共61页 果汁生产与果胶酶乳制品与凝乳酶第15页/共61页 酶制剂在国外饲料工业中得到不断应用，不仅提高了饲料原料的转化率，也促进了对饲料的消化。植酸酶Bio-Feed? Phytase ( Ronozyme? P ) 主要用于提高植酸磷的消化率，并相应改善钙和其它矿物元素的利用率。大大降低了动物粪便中磷的排放量，有益环保。 第16页/共61页 生物抛光是一种用纤维素酶改善纤维素纤维制品表面的整理工艺,以达到持久的抗起毛起球并增加织物的光洁度和柔软度 第17页/共61页 溶菌酶第18页/共61页 凝血酶第19页/共61页 栓溶酶类与心血管疾病第20页/共61页 酶是一类由生物活细胞产生的具有催化功能的生物大分子，因此又被称为生物催化剂 酶参与的反应称为酶促反应，被其作用发生化学变化的物质称为底物1.1 酶的基本定义Eduard Buchner第21页/共61页 催化热力学上允许的反应 加快反应速度 在反应中其本身不被消耗1.2 酶与一般催化剂的共性第22页/共61页 1.3 酶与一般催化剂不同 酶均是由生物体合成的 酶和生命活动密切相关 酶具有不稳定性 酶的催化活性在体内可以受到调节控制 第23页/共61页 1. 专一性2. 高效性3. 作用条件温和1.4 酶作为生物催化剂的特性第24页/共61页 1.4.1 专一性大多数酶只能作用于一种底物或一类结构相似的物质，催化一种或一类反应 第25页/共61页 1.4.2 高效性 比非