生命科学学院生物化学
别构抑制剂(负效应剂 前面讲的即是),可以是底物、产物(或其它物质)。 别构酶一般是寡聚酶,由两个以上亚基组成,有调节亚基,调节亚基结合效应剂决定反应速度,催化亚基决定反应性质(结合底物与催化)。 别构酶的反应速度与[S]不服从米氏方程,v-[S]曲线,不是直角双曲线,而是呈S形曲线,有的则为较平坦的曲线,有利于反应速度的调节。
-如:ATCase合成CTP的第一个酶 COO
+ 氨甲酰P + Asp H2N—C—NH—CH + Pi + H同种协同效应 抑 O CH2 1 Rs=81 -
制 COO 2 Rs<81 3 Rs>81
2:正协同效应
CTP UTP UMP ATP是ATCase(天冬氨酸转氨甲酰酶)的别构激活剂,有三个调节亚基,两个催化亚基,而CTP是其抑制剂,使合成量与需要量平衡,能自我调节。
Asp与酶的结合具正协同效应,CTP对Asp与酶的结合具负协同效应。使ATCase具有在高[Asp]时才能起作用(反应速度下降)。
ATP对Asp与ATCase的结合具有正协同作用(异醋效应),反应加快,促进CTP的合成,多方的调节使需要与合成保持平衡。
4
3 v 1
2 异种协同效应
S0.5(Km) [Asp] 1:没有CTP和ATP ;2:加入CTP;3:加入ATP ;4:加ATP使酶饱和。 这种作用可用Rs(称为协同指数也称饱和比值)表示。
Rs=S0.9/S0.1米氏酶为81,具有正协同作用的Rs<81,具有负协同作用的Rs>81。 S0.9和S0.1表示反应速度为最大反应速度90%和10%时的底物浓度 因为0.9V= V [S] /(Km+[S])0.9 Km+0.9[S]=[S],[S]=9Km 0.1 V= V [S] /(Km+[S])0.1 Km+0.1[S]=[S] [S]=1/9Km 所以Rs=81(米氏酶)
协同作用:一个配体与酶结合后对另一配体与酶结合的影响。
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第八节 酶活力的测定p335
酶促进反应的能力,以酶所催化的反应速度表示。如,POD的作用:
如: H2O2 + H2N— — —NH2 蓝色物质(吸收峰580nm)。
1U(unit)=1μmol/min 即1分钟使1μmol底物转化为产物所需的酶量(最适条件下25℃)。
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1Kat:1秒内转化1mol底物所需的酶量。1Kat = 6 × 10U(60*10) 测定条件:pH、温度等最适,底物浓度足够高,初速度,固定条件。 比活力:单位质量样品所含U数,也可表示酶的纯度。 鲜样、蛋白
第九节 酶的制备
从生物组织中提取:产生器官。如,木瓜蛋白酶(果实), 微生物发酵生产。选择高产量的菌株
分离蛋白、核酸的方法:沉淀、离心、层析、电泳等要避免变性。 胞内酶:破碎细胞、组织。
胞外酶:直接从体液中分离纯化。 分离纯化酶的方法:
1. 盐析法 破坏水合膜,中和电荷
2. 有机溶剂沉淀法。较好的方法,但要低温(乙醇、丙酮等极性有机溶剂)。 3. 吸附法:酶液中加入吸附剂(Al2O3、硅藻土、Ca3(PO4)2、淀粉、羟基磷灰石等)吸附纯化,再过滤、改变条件洗脱从吸附剂上分离,现多制成层析柱(吸附层析) 凝胶过滤和超离心(根据分子大小不同)、离子交换层析(带电性不同)、亲和层析(与底物配体结合)。 纯酶易失活,干粉(冷冻、减压干燥制成)低温下保存。 提取中的常用术语:
总活力 = 活力单位数/ml酶液*总体积(ml)
比活力 = 活力单位数/mg蛋白 =总活力/总蛋白(氮)mg 表示纯度 回收率(产率) = 每步骤所得总活力/第一步的总活力 纯化倍数 =每步的比活力/前一次的比活力?
第十节 酶的应用(自学)
因为其催化效率高,专一性强无负反应,产物便于提纯,条件温和,所需设备简单,无需大量的化工原料(创造高温、高压、强酸、强碱条件及其适应性的设备)。所以应用范围广。主要用于以下几方面: 淀粉酶用于纺织品的脱浆,(节约碱),避免污染 蛋白酶用于脱毛、皮革软化、蚕丝脱胶,加入洗衣粉等洗涤剂中洗涤蛋白污物。 脂肪酶:食品增香、羊毛洗涤(脱脂)。 固定化酶:酶连接到某种载体上,可反复利用,反应液流经固定化酶。 研究 固定化酶、酶系、细胞、菌体,制成酶反应器(容器)、多酶反应器。 酶工程:酶的生产、制备和应用。 工具酶:DNA限制性内切酶与连接酶等。
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测酶诊病:血清淀粉酶(胰腺炎)、转氨酶(肝炎与心肌炎)、胆碱酯酶活性下降(有机磷农药中毒)。 疾病治疗:消化(胃蛋白酶等)、化脓性创口净化(胰蛋白酶等)。 青贮饲料:利用微生物体内酶的作用。增加营养。 作为分析试剂:应用于化学分析——酶法分析。分析某一底物的量如 糖。 自然界中不存在的抗体酶,人工模拟酶,化学酶等的研制,将使酶的应用前景更广。
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第四章 维生素与辅酶
维持机体正常生命活动不可缺少的一类小分子有机化合物。 需量少,不能自身合成,不是结构原料,也不是能源物质,只起调节代谢的作用,缺少之则物质代谢障碍,不能正常生长,产生缺乏病。
种类多,无相似的结构,按溶解性分为脂溶性和水溶性两大类:
脂溶性:A、D、E、K、硫辛酸(硫辛酸同时具有脂溶性与水溶性,还有预防心血管疾病、老年性痴呆、帕金森氏病、中风、糖尿病等作用,并有益于皮肤美容,延缓人体各重要器官的衰老)。
水溶性:B1、B2、B6、B12、C、叶酸、泛酸、生物素、Vpp。
主要作用是作为辅酶或辅基的组分,参与代谢的调节,尤其是VB1、VB2、Vpp、泛酸、叶酸几乎全部参与辅酶的组成。辅酶和辅基的作用是作为载体起转移电子、原子或化学基团的作用。 一、VB1与脱羧辅酶 VB1:含有嘧啶环和噻唑环。 O
R—C—COO-- NH2
H S 1 CH2 + N 3 N CH2—CH2OH (PP) 4 5
CH3 H3C N
因为噻唑环上含硫,嘧啶环上含氨基,所以叫硫胺素,其与ATP反应形成的焦磷酸硫胺素(TPP)即是α—酮酸脱羧酶、转酮醇酶的辅酶。
转二碳单位
TPP的噻唑环上的三位N的正电荷有助于二位C原子失去H+与α—酮酸中的羰基碳加成脱羧而生成醛,缺之产生脚气病:烦躁易怒、四肢麻木、下肢水肿、食欲不振、消化不良等。米糠、麦麸、白菜、芹菜、瘦肉中含量较多。吃精米、面易得脚气病。 二、VB2与黄素辅基 VB2含核糖醇基的黄色物质,所以叫核黄索,为核(糖)醇与6,7 — 二甲基异咯嗪的缩合物。
OH OH OH O CH 2 — CH — CH — CH 2O — P — O - 黄素单核苷酸( FMN ) —CH 二甲苯 O N 核黄素( V B2 ) N O H3C 1 —O—P O 黄素腺嘌呤二核苷酸( FAD ) 10 N H N O H3C N 脲嘧啶 N NH2 比嗪 O CH2 O
N1与N10加H与脱H N N
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VB2作为氧化脱氢酶(黄素蛋白FP)的辅基组分,将氢从底物上脱下传给受体,缺乏时出现口角炎、舌唇炎(口疮)、角膜炎等。 青菜、黄豆、动物的心、肝、鸡蛋等中富含VB2。
D—氨基酸氧化酶、NAD+—细胞色素还原酶、琥珀酸脱氢酶、甘油—α-磷酸脱氢酶、酰基辅酶A脱氢酶等均以FAD为辅基,而羟基乙酸氧化酶(催化羟基乙酸氧化为乙醛酸)以FMN为辅基。 三、泛酸与辅酶A
遍多酸: CH3 O
CH2 — C — CH — C — NH — CH2 — CH2 — CO(OH)泛酸
O(H) CH3 OH NH—CH2—CH2—SH
COASH的—SH(代替OH) -O—P O
可与酰基形成硫酯,作为酰基
的载体,参与体内的转酰基反
O
应。
N 动植物中含有丰富的泛酸,肠 -O—P O N NH2
内细菌也能合成供人体利用,
所以人类极少发生泛酸缺乏
O — CH2 O 病。
N N
O 3′— P — 核糖
-O—P O -O
CoASH(由3′— P — 5′— PP —腺苷、泛酸和氨基乙硫醇结合而成),作为酰基的载体。与酰基形成硫酯。
硫辛酸(6,8—二硫辛酸: CH2 )是α—酮酸氧化脱羧所必需的辅酶;还原型 CH2 CH2—(CH2)4—COOH S S 硫辛酸(HS—CH2—CH2—CH2—(CH2)4—COOH)因分子中有自由型的 —SH,故可解 SH 除砷、汞等毒物对巯基酶类的毒害。 O OH OH Vc:六碳酸性多羟基化合物。 C — C C—CH—CHOHCH2OH,因为C2、C3 O 上两个相邻的烯醇式羟基极易解离放出H+ ,所以其虽无羧基,但仍有有机酸的性质。又因为它有防止坏血病的功能,所以又叫抗坏血酸C2、C3上的羟基氢又可以氢原子形式释放,使物质还原,易被光、Fe++、Cu++或荧光物质(如核黄素)
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生物化学课件完整版(极其详细) - 图文
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