在此为考生整理出2015考博复习必备之生物化学与分子生物学专业考察要点,总结要点,按知识点重点复习。
第四章 酶
一、酶的概念:
酶(enzyme)是由活细胞产生的生物催化剂,这种催化剂具有极高的催化效率和高度的底物特异性,其化学本质是蛋白质。酶按照其分子结构可分为单体酶、寡聚酶和多酶体系(多酶复合体和多功能酶)三大类。
二、酶的分子组成:
酶分子可根据其化学组成的不同,可分为单纯酶和结合酶(全酶)两类。结合酶则是由酶蛋白和辅助因子两部分构成,酶蛋白部分主要与酶的底物特异性有关,辅助因子则与酶的催化活性有关。
与酶蛋白疏松结合并与酶的催化活性有关的耐热低分子有机化合物称为辅酶。与酶蛋白牢固结合并与酶的催化活性有关的耐热低分子有机化合物称为辅基。
三、辅酶与辅基的来源及其生理功用:
辅酶与辅基的生理功用主要是:⑴ 运载氢原子或电子,参与氧化还原反应。⑵ 运载反应基团,如酰基、氨基、烷基、羧基及一碳单位等,参与基团转移。大部分的辅酶与辅基衍生于维生素。
维生素(vitamin)是指一类维持细胞正常功能所必需的,但在许多生物体内不能自身合成而必须由食物供给的小分子有机化合物。
维生素可按其溶解性的不同分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。脂溶性维生素有VitA、VitD、VitE和VitK四种;水溶性维生素有VitB1,VitB2,VitPP,VitB6,VitB12,VitC,泛酸,生物素,叶酸等。
1.TPP:即焦磷酸硫胺素,由硫胺素(Vit B1)焦磷酸化而生成,是脱羧酶的辅酶,在体内参与糖代谢过程中α-酮酸的氧化脱羧反应。
2.FMN和FAD:即黄素单核苷酸(FMN)和黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD),是核黄素(VitB2)的衍生物。FMN或FAD通常作为脱氢酶的辅基,在酶促反应中作为递氢体(双递氢体)。
3.NAD+和NADP+:即尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+,辅酶Ⅰ)和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+,辅酶Ⅱ),是Vit PP的衍生物。NAD+和NADP+主要作为脱氢酶的辅酶,在酶促反应中起递氢体的作用,为单递氢体。
4.磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺:是Vit B6的衍生物。磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺可作为氨基转移酶,氨基酸脱羧酶,半胱氨酸脱硫酶等的辅酶。
5.CoA:泛酸(遍多酸)在体内参与构成辅酶A(CoA)。CoA中的巯基可与羧基以高能硫酯键结合,在糖、脂、蛋白质代谢中起传递酰基的作用,是酰化酶的辅酶。
6.生物素:是羧化酶的辅基,在体内参与CO2的固定和羧化反应。
7. FH4:由叶酸衍生而来。四氢叶酸是体内一碳单位基团转移酶系统中的辅酶。
8. Vit B12衍生物:Vit B12分子中含金属元素钴,故又称为钴胺素。Vit B12在体内有多种活性形式,如5’-脱氧腺苷钴胺素、甲基钴胺素等。其中,5’-脱氧腺苷钴胺素参与构成变位酶的辅酶,甲基钴胺素则是甲基转移酶的辅酶。
四、金属离子的作用:
1. 稳定构象:稳定酶蛋白催化活性所必需的分子构象;
2. 构成酶的活性中心:作为酶的活性中心的组成成分,参与构成酶的活性中心;
3. 连接作用:作为桥梁,将底物分子与酶蛋白螯合起来。
五、酶的活性中心:
酶分子上具有一定空间构象的部位,该部位化学基团集中,直接参与将底物转变为产物的反应过程,这一部位就称为酶的活性中心。
参与构成酶的活性中心的化学基团,有些是与底物相结合的,称为结合基团,有些是催化底物反应转变成产物的,称为催化基团,这两类基团统称为活性中心内必需基团。在酶的活性中心以外,也存在一些化学基团,主要与维系酶的空间构象有关,称为酶活性中心外必需基团。
六、酶促反应的特点:
1.具有极高的催化效率:酶的催化效率可比一般催化剂高106~1020倍。酶能与底物形成ES中间复合物,从而改变化学反应的进程,使反应所需活化能阈大大降低,活化分子的数目大大增加,从而加速反应进行。
2.具有高度的底物特异性:一种酶只作用于一种或一类化合物,以促进一定的化学变化,生成一定的产物,这种现象称为酶作用的特异性。
⑴绝对特异性:一种酶只能作用于一种化合物,以催化一种化学反应,称为绝对特异性,如琥珀酸脱氢酶。
⑵相对特异性:一种酶只能作用于一类化合物或一种化学键,催化一类化学反应,称为相对特异性,如脂肪酶。
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