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本课件为酶学的第一部分，介绍酶的化学本质、催化高效性与专一性等一般概念，并系统讲解酶的分子组成——酶蛋白与辅助因子的对应关系、维生素与辅酶辅基的形式及其在反应中的作用。
Enzyme第五章酶
第一节酶的一般概念Basic Concepts of Enzymes
酶的概念酶是一类由活细胞产生的，对其特异底物具有高效催化作用的生物大分子。
一酶的化学本质大多数酶是蛋白质（Most enzymes are proteins）J.B.Sumner1926年美国Sumner脲酶的结晶，并指出酶是蛋白质。
1930年Northrop等得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的结晶，并进一步证明了酶是蛋白质。
J.H.Northrop
Pepsin crystals(X90)Northrop,J.H.(1930)，“Crystallinpepsin,1:Isolationandtestsofpurity”J.Gen.Physiol.13:739-766.Ureasecrystals(X728)Sumner,J.B.(1926)“Theisolationandcrystallizationoftheenzymeurease”J.Biol.Chem.69:435-441.
在反应前后没有质和量的变化； 只能加速可逆反应的进程，而不改变反应的平衡点； 酶和一般催化剂加速反应的机理都是降低反应的活化能(activation energy)。
二酶的催化特性酶与一般催化剂的共同点
催化剂降低了反应物分子活化时所需的能量非催化反应和催化反应活化能的比较Ea，活化能；ΔG，自由能变化活化能：在一定温度下，1mol底物分子全部进入活化态所需的能量。
（一）酶具有极高的催化效率酶作为生物催化剂的特点 酶比一般催化剂更有效地降低反应的活化能。
酶的催化效率通常比非催化反应高108～1020倍，比一般催化剂高107～1013倍。
酶的催化不需要较高的反应温度。
例2H2O2→2H2O+O2活化能反应75.24kJ/mol非催化反应48.9kJ/mol钯催化反应8.36kJ/molH2O2酶催化
（二）酶具有高度的专一性(specificity)酶对催化的反应和反应物有严格的选择性。
•相对专一性(relative specificity)：作用于一类化合物或一种化学键。
键专一性
•立体异构专一性(stereospecificity)：作用于立体异构体中的一种。
旋光异构几何异构（顺反异构）
（三）酶的可调节性 对酶生成与降解量的调节 酶催化效力的调节 产物浓度对酶进行调节等(四)酶易失活温度、pH、有机溶剂、重金属盐
第二节酶的结构与功能蛋白质部分：酶蛋白(apoenzyme)辅助因子(cofactor)金属离子小分子有机化合物全酶(holoenzyme)结合酶(conjugated enzyme)单纯酶(simple enzyme)一酶的化学组成
辅助因子分类（按其与酶蛋白结合的紧密程度）辅酶(coenzyme):与酶蛋白结合疏松，可用透析或超滤的方法除去。
辅基(prosthetic group):与酶蛋白结合紧密，不能用透析或超滤的方法除去。
金属离子的作用稳定酶的构象；酶活性中心的组成部分；在酶与底物间起桥梁作用； 小分子有机化合物的作用在反应中传递电子、质子或其它基团。
定义维生素(vitamin)是机体维持正常功能所必需，但在体内不能合成或合成量很少，必须由食物供给的一组低分子量有机物质。
脂溶性维生素(lipid-soluble vitamin)水溶性维生素(water-soluble vitamin)分类:维生素
水溶性维生素及其辅酶（基）形式酶促反应中的主要作用辅酶（基）形式B族维生素α-酮酸氧化脱羧，醛基转移作用硫胺素焦磷酸酯(TPP)硫胺素(B1)氢原子转移氢原子转移黄素单核苷酸(FMN)黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)核黄素(B2)氢原子转移氢原子转移尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)尼克酰胺(PP)氨基转移，脱羧作用磷酸吡哆醛，磷酸吡哆醇吡哆醇(醛、胺)(B6)酰基转移辅酶A(CoA)泛酸"一碳基团"转移四氢叶酸叶酸羧化作用生物素生物素(H)甲基转移甲基钴胺素5′-脱氧腺苷钴胺素钴胺素(B12)酰基转移，氧化还原反应硫辛酸赖氨酸硫辛酸羟基化反应辅助因子-维生素C
维生素B1﹡维生素B1又名硫胺素(thiamine)﹡体内活性形式为焦磷酸硫胺素(TPP)生化作用﹡TPP是α-酮酸氧化脱羧酶的辅酶。
﹡缺乏症：脚气病﹡在神经传导中起一定的作用，抑制胆碱酯酶的活性。
（噻唑环）
维生素B2生化作用及缺乏症﹡生化作用：FMN及FAD是体内氧化还原酶的辅基，主要起氢传递体的作用。
﹡缺乏症：口角炎，唇炎等。
﹡维生素B2又名核黄素(riboflavin)﹡体内活性形式为黄素单核苷酸(FMN)黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)
二甲基异咯嗪核醇核黄素
FMN核黄素FADAMP
维生素PP﹡维生素PP包括烟酸(nicotinic acid)，尼克酸烟酰胺(nicotinamide)，尼克酰胺﹡体内活性形式烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)，辅酶I烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)，辅酶II
生化作用﹡NAD+及NADP+是体内多种脱氢酶（如苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶）的辅酶，起传递氢的作用。
缺乏症﹡癞皮病：皮炎(Dermatitis)，腹泻(Diarrhea)，痴呆(Dementia)。
维生素B6﹡维生素B6包括吡哆醇，吡哆醛及吡哆胺﹡体内活性形式为磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺﹡磷酸吡哆醛(胺)是氨基酸转氨酶及脱羧酶的辅酶。
泛酸﹡泛酸(pantothenic acid)又名遍多酸﹡体内活性形式为辅酶A(CoA)、酰基载体蛋白(ACP)生化作用﹡CoA及ACP是酰基转移酶的辅酶，参与酰基的转移作用。
辅酶A(CoA)酰基载体蛋白(ACP)
生物素生物素(biotin)是多种羧化酶（如丙酮酸羧化酶）的辅酶，参与CO2的羧化过程。
叶酸﹡叶酸(folic acid)在体内活性形式为四氢叶酸(FH4)﹡生化作用：FH4是一碳单位转移酶的辅酶，参与一碳单位的转移。
﹡缺乏症：巨幼红细胞贫血（骨髓红细胞DNA合成减少，细胞分裂速度降低，细胞体积变大）
2-氨基-4-羟基-6-甲基喋啶对氨基苯甲酸谷氨酸
维生素B12﹡生化作用：参与体内甲基转移作用﹡缺乏症：巨幼红细胞贫血、神经疾患﹡维生素B12又称钴胺素(coholamine)﹡体内活性形式为甲基钴胺素5 -脱氧腺苷钴胺素
硫辛酸硫辛酸(lipoic acid)是硫辛酸乙酰转移酶的辅酶，起转移酰基作用。
维生素C﹡生化作用：参与氧化还原反应；参与体内羟化反应（胶原蛋白的合成、胆固醇的代谢、芳香族氨基酸的代谢）；促进铁的吸收……﹡缺乏症：坏血病（胶原蛋白合成障碍，可出现皮下出血、肌肉脆弱等症）﹡维生素C又称L-抗坏血酸(ascorbic acid)生化作用及缺乏症
•17世纪，一篇航海日记中记载到“有些人完全丧失了力量……，更有许多人皮肤上布满了点状的紫色血斑，逐渐影响到肘、膝、股、肩、臂和颈部，他们口有臭味，牙龈发红、剥落，甚至牙根也暴露于外”。
维生素C脱氢维生素C
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