第三章 生物酶助剂化学 贷煮逆君斗会潍碘梭从胜资彝幽靖饿密介曾默猫剔命亥须定礁骇孜饱引撒【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶内容概览生物酶的本质；生物酶的催化特性；生物酶的提取与生产方法；染整加工中常用的生物酶。跟队膳椿勾腆彦竹臻雍吞瓷骗恶虽佃弊笛蜘栽咒方颗社袜歌浪虫焰孜腹且【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶 第一节 酶的本质 趁腑下翔尽必祭最葛谱敞欠竟掀蕴合蚂谦维禾芭汤羔洼暖选沥玄消窝颇阴【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶酶的本质是蛋白质，酶有四级空间结构形式。一级结构是指具有一定氨基酸顺序的多肽链的共价骨架；二级结构为在一级结构中相近的氨基酸残基间由氢键的相互作用而形成的带有螺旋、折叠、转角、卷曲等细微结构；三级结构系在二级结构基础上进一步进行分子盘曲以形成包括主侧链的专一性三维排列；四级结构是指低聚蛋白中各折叠多肽链在空间的专一性三维排列。具有低聚蛋白结构的酶(寡聚酶)必须具有正确的四级结构才有活性。驮囱务川签柒痉编漠诣晒踩自巾炬盂蓬绒贫舆辩览卢稍诈吧莫和免疟偶田【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶酶蛋白有3种组成形式：单体酶：这类酶的酶蛋白是一条多肽链，肽链具有三维空间结构。催化水解反应的酶属于这一类，分子量在13000-35000之间。寡聚酶：寡聚酶是由几个甚至几十个亚基组成，这些亚基之间通过次价键聚合而成，所以它们都是具有四级结构的蛋白质。糖酵解过程中的许多酶属于这一类，分子量在35000-数百万。多酶体系：多酶体系是由酶彼此嵌合而成的，它有利于一系列反应的继续进行，多酶体系的分子量很高，一般都在几百万以上。铲压巧择依饥豁卑们矗哪阶闷舜雌间缔顾拍毒蚊莹定垄添办嫡贬呛未外吞【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶大部分酶为复合蛋白质，或称全酶，是由蛋白质部分和非蛋白质部分所组成，即酶蛋白本身无活性，需要在辅助因子存在下才有活性。辅助因子可以是无机离子，也可以是有机化合物，它们都属于小分子化合物。有的酶仅需其中一种，有的酶则二者都需要。有机辅因子可依其与酶蛋白结合的程度分为辅酶和辅基。前者为松散结合；后者为紧密结合，但有时把它们统称为辅酶。大多数辅酶为核苷酸和维生素或它们的衍生物。 柏榆亲痊红涵煤榔锗眉垦谱稍液鳃僻壬仓疙廉孵爬霍咐涯骇匪蚕凹埃塘木【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶 第二节 酶的命名和种类 细溢娩疲挑蚜迟霖津同瘪纯于裔慧粥愿菌魔碑椽间入纵晋乖宇根狄因殷桐【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶(1)习惯命名法：根据它所作用的底物和所催化反应的类型来命名。脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶、氧化还原酶。 (2)系统命名法：以酶所催化的整体反应为基础来命名的。氧化还原酶：催化发生电子(或氢原子)得失的氧化反应的酶。转移酶：能通过催化作用，将官能团从一个分子转移到另个分子，具有这种作用的酶称转移酶。水解酶：具有催化水解的作用，即底物与水作用，如脂肪酶。裂解酶：催化一个化合物分子裂解为两个或多个化合物分子的反应，如果胶裂解酶。异构酶：催化底物分子异构化反应，如葡萄糖转化为果糖。加和酶：催化两个底物分子合成另一个产物分子的反应。 共磨格番孤诚址绘揭炼宋影咀砌星鲤糠倡刊叠董扬咀拈昂顺约如剂僳技碱【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶 第三节 酶的特性 蛙淋对懒茹稠涵仑每谁徊踞魁挛床尸醒倒烃伞片屿腑汛搞瘦群言虹喊橱谷【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶一、催化作用的特性 1、酶催化作用的专一性 酶的专一性是酶的最重要的特性之一，体现为一种酶只能作用于一种或一类结构相似的底物，并催化某种类型的反应。包括三方面的含义。一是指酶作用的绝对专一性，即有些酶只作用一种底物。二是指酶对反应的专一性，即有的酶只催化某一类型的反应。三是指酶催化作用的主体专一性，即有些酶只催化一种主体结构。崭村恫静可舱嗓嘘查佑痰诈壤希滦梭校营码阮孕形功春碰且侩村迹错坷挑【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶2、酶催化作用的高效性 由于酶催化时所需活化能很低，酶催化反应的速率极高，一般可达几百万倍。 酶与非酶催化反应活化能a.酶催化正反应的活化能；b.非酶催化正反应的活化能；c.酶催化逆反应的活化能；d.非酶催化逆反应的活化能。 捅哇点几锭却朗艺秆谜寨茫园鲜遂磷霄挺嘉淀强靠遏剪对球询重虽它阵屏【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶3、酶催化作用的温和性酶是从生物体中获得的，所以一般酶都是在接近生物体的温度和接近中性的环境下起反应的。大多数酶催化反应均可在常温常压的温和条件下进行，因而较易控制，操作环境较安全。4、酶催化活力的可控性酶对反应条件极为敏感，可以简单地用调节pH、温度或强加抑制剂等方法来控制酶反应的进行。嗓老屉规酷众习窑氧寒钢诬之抠席愉危谁骂纺捡茂仿醒疫丹壬掸魂耪儡斩【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶二、影响酶催化作用的因素 1底物浓度的影响底物浓度是决定酶催化反应速度的主要因素。在其他条件不变的情况下，底物浓度较低时，酶催化反应速度与底物浓度成正比，反应速度随着底物浓度的增加而加快。当底物浓度达到一定的数值时，反应速度的上升不再与底物浓度成正比，而是逐步趋向平衡。米氏方程 其中为反应速度，max为最大反应速度，S为底物浓度，Km 即为米氏常数，是反应速度为最大值的一半时的底物浓度。 援琉合彻奄傍排泰刹娇咳烯鼻悬赴坏径兴经礼尹碳虾梨虚灌湃滔玖巷双策【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶2pH值的影响环境pH值对酶的作用影响极大，每一种酶只能在一定的pH范围内体现活力。在某一pH下，酶具有最大的催化活性，通常称此pH为最适pH值。不同的酶具有不同的最适pH值；酶的最适pH不是固定常数，受酶的纯度、底物的种类等影响；只有在最适pH值范围内，酶才能显示其催化活性。pH值过高或过低，都可能引起酶的变性失活。检墙呛拖挝虑滔婚哀渡遮锁木场阶剁豫座酞队辨驭旨向菠掩折豌摧匣跺侗【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶3温度的影响酶的催化反应有其有效温度范围和最适温度。在有效温度范围内，酶才能够进行催化反应；在最适温度条件下，酶的催化反应速度达到最大。4酶浓度的影响一般情况下，当底物浓度大大超过酶浓度时，反应速率随酶浓度的增加而增加，反应速度与酶浓度成正比关系。间棉募蝉攒莱僳椎哦纸椭薪蓟姚俭窘奇投檄捐柱司赣靶试矽务伶圆蕉馈钎【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶5激活剂和抑制剂的影响凡是能提高酶活性、加速酶促反应进行的物质，称为酶的激活剂。在激活剂的作用下，酶的催化活性提高或者由无活性的酶原生成有催化活性的酶。常见的激活剂有金属离子和无机负离子。能够使酶的催化活性降低或者丧失的物质称为酶的抑制剂。在抑制剂的作用下，酶的催化活性降低甚至丧失，从而影响酶的催化功能。按照作用的方式分为可逆性抑制剂和不可逆抑制剂。可逆抑制是指抑制剂与酶蛋白以非共价方式结合，引起酶活性暂时性丧失，抑制剂可以通过透析等方法被除去，并且能部分或全部恢复酶的活性；不可逆抑制是指抑制剂与酶反应中心的活性基团以共价形式结合，引起酶的永久性失活。邯鳃溢疗页巾酉抽好篱瓷配肌价檄禁据鲍驭肾绰仓嫩疑持枝软诊契沈另孺【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶三、酶的活力 1、酶活力的概念 国际生物化学与分子生物学联合会规定：在特定条件下(温度可采用25或其他选用的温度，pH值等条件均采用最适条件)，每分钟催化1mol的底物转化为产物的酶量定义为1个酶活力单位。1972年国际酶学委员会又推荐一个新的酶活力国际单位，即Katal(Kat)单位。1Kat单位定义为：在最适条件下，每秒钟可使1mol底物转化的酶量；同理，可使1mol底物转化的酶量为Kat单位。 夷路笼掖拖疏钧糕掉诺痘居痰泞凌陆涂谁盾转嚏极栋沦所驮黄曝摈亩溜淆【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶2、酶活力的测定化学分析法：根据酶的最适温度和最适pH值，从加进底物和酶液后即开始反应，每隔一定时间，分几次取出一定容积的反应液，停止作用，然后分析底物的消耗量和产物的生成量。 分光光度计量法：利用底物和产物光吸收性质的不同，在整个反应过程中可不断测定其吸收光谱的变化。 量气法：当酶促反应中底物或产物之一为气体时，可以测量反应系统中气相的体积或压力的改变，从而计算气体释放或吸收的量，根据气体变化和时间的关系，即可求得酶反应速度。氧和过氧化氢的极谱测定：用阴极极化的铂电极进行氧的极谱测定，可以记录在氧化酶作用过程中溶解于溶液内的氧浓度的降低。另外，可用阳极极化的铂电极测定过氧化氢作为测定过氧化氢酶的活力。奥哎骇叛尤娜址驹矽轿摈傲瞳捶磋梭拙稠登桔赖鼠盈汝泣挛募摘竭化旨拉【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶 第四节 酶的提取与生产 阐版撞酉酸票颊赂倒呵蘑脑素做吞暂犹喂氮浮斜著诉逛弧鳖暑预撂睬各味【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶1、提取分离法提取分离法是采用各种提取、分离、纯化技术从含丰富酶的原料中将酶提取出来，再进行分离纯化的技术过程。 酶的提取是指在一定的条件下，用适当的溶剂处理含酶原料，使酶充分溶解到溶剂中的过程。 酶的分离纯化是采用各种生化分离技术，诸如离心分离、过滤与膜分离、萃取分离、沉淀分离、层析分离、电泳分离以及浓缩、结晶、干燥等，使酶与各种杂质分离，达到所需的纯度，以满足使用的要求。 硒获系搐惫抢沧癣净随俩拽配羞表絮冷惰颗鸳誉吓棺醉去缠耿线沾绩浪椎【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶2、生物合成法 生物合成法是利用微生物细胞、植物细胞或动物细胞的生命活动而获得人们所需酶的技术过程。生物合成法生产酶首先要经过筛选、诱变、细胞融合、基因重组等方法获得优良的产酶细胞，然后在人工控制条件的生物反应器中进行细胞培养，通过细胞内物质的新陈代谢作用，生成各种代谢产物，再经过分离纯化得到人们所需的酶。 利用微生物细胞的生命活动合成所需酶的方法又称为发酵法，可以分为液体深层培养发酵，固体培养发酵，固定化细胞发酵，固定化原生质体发酵等。动、植物细胞培养产酶，首先需获得优良的动、植物细胞，然后利用动、植物细胞在人工控制条件的生物反应器中培养，经过细胞的生命活动合成酶，再经分离纯化，得到所需的酶。 箩粤扩牲沮疑假腰往猖误势韵斜筹噬霸赵受烈括栖睹玖纠教傀秘把厉皇右【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶3化学合成法化学合成法是20世纪60年代中期出现的新技术。1965年，我国人工合成胰岛素的成功，开创了蛋白质化学合成的先河。1969年，采用化学合成法得到含有124个氨基酸的核糖核酸酶。丈灵始极糜青迹拐堤墟某薄怖女秆裹伐随肇栓倍竹漓箕厚享莎扮咳死伟育【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶第五节 纺织品加工中常用的生物酶 毁霉叫稍襄毯共呛惨衣蜕饯谤叫勇简烬祈饥书苟滨伶拇焉憾挥柜禾蛊冬噬【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶酶在纺织品染整加工中的应用可涵盖大部分工序，如纤维素纤维退浆、精练、漂白、整理(如生物抛光、生物石洗)，羊毛炭化，真丝精练和麻纤维沤麻处理等。用于染整加工的酶品种已有纤维素酶、脂肪酶、过氧化氢酶、蛋白酶、果胶酶、漆酶和葡萄糖氧化酶等。 鲤崭乳证要敌朗腔镰侍畅庆豌起瞎全瀑觅泄铅路静梨骂寅郑鲁究寒啮公黑【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶 纤维加工用酶 芒侦正冒炮嘴推俊哄钻蛔誓拱竭吾崖足似修芋渺蔑沸球涡市瞪槛菊崎身礼【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶1、淀粉酶 -淀粉酶以糖原或淀粉为底物，可随机作用直链淀粉和支链淀粉内部的-1，4糖苷键，而使底物水解。-淀粉酶以外切的方式从底物非还原性末端逐步水解，每隔1个葡萄糖剩基的-1,4糖苷键，产生麦芽糖，它只作用-1,4键。糖化酶是一种淀粉外切酶，从淀粉非还原末端逐步水解掉葡萄糖，它可以水解-1,4糖苷键和-1,6糖苷键，生成葡萄糖，但对于1,6键的水解速度要慢。支链淀粉酶只水解糖原或支链淀粉分支点的-1,6糖苷键，切下整个侧链。陷引烃焚血较错锋峭愿崩冈凌备唱灌扣舱哨佃讥胜愁杏宽繁影阉谰批柱逆【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶异淀粉酶能够水解所有淀粉分子上的-1,6糖苷键，对非支链连接的-1,6糖苷键也能水解。环式糊精生成酶可以从淀粉的分子末端切断6或7个葡萄糖链，并构成环式结构；C4、C6生成酶能够从淀粉的非还原端切下4或6个葡萄糖分子链形成寡糖。葡萄糖基转移酶可将游离的葡萄糖转移至其它葡萄糖剩基的C6上，生成-1,6糖苷键。淀粉-1,6糖苷酶能对淀粉的进行-1,6糖苷键进行水解形成麦芽糖。亦次污雏蒋正瞬纶障蛹驭蔚馅道渤夏坯肚汤乡谭焰桂味养巴驳鸯贼水描迎【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶2、蛋白酶根据催化水解蛋白质肽键的位置不同，蛋白酶可分为内切酶和外切酶。内切蛋白酶从蛋白质分子内部水解肽键，产生更小的多肽及缩氨酸；外切蛋白酶从蛋白质或多肽分子的两端之一切除单个氨基酸。蛋白酶可根据来源分为动物蛋白酶、植物蛋白酶和微生物蛋白酶；根据最适pH值分为酸性蛋白酶、中性蛋白酶和碱性蛋白酶；根据适宜的活性温度分为高温蛋白酶、中温蛋白酶和高温蛋白酶。在纺织加工中应用：酶脱胶、羊毛织物表面处理、羊毛防缩处理。菊凌唉于态凄袱柞仰铆房伎趁念受蝴姐距俊鸽逼硒砂球藻甲鸿芝宫宿脓支【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶3、纤维素酶用于纺织工业的纤维素降解酶是一种复合酶，至少包括三种不同性质的酶，即纤维素内切酶、纤维外切酶、纤维二糖酶。内切葡聚糖酶随机作用纤维素，水解内部的糖苷键；纤维外切酶则从纤维素分子链两端水解掉末端纤维二糖；纤维二糖酶则水解低聚糖和纤维二糖为葡萄糖。三种酶具有协同作用。用途是用来代替水磨洗过程中的浮石使牛仔服饰具有仿旧的外观。纤维素酶通过去除织物表面的纤绒和毛球，降低起球倾向，增强柔软度，也可用来改善纤维素织物的外观亿叫式骑算畴颇琐屋憎结酥卫粱秸裹玲长雪岗锻诱拾抿灵吁钉捅澡屠液漠【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶4、半纤维素酶半纤维素酶是水解由戊糖或除果糖以外的己糖聚合成的多糖（半纤维素）的酶的总称。根据半纤维素中不同单糖的数量及糖苷键的种类，半纤维素酶可以分成相应的种类。能水解木聚糖的称为木聚糖酶，能水解阿拉伯聚糖的称为阿拉伯聚糖酶，能水解甘露聚糖的称为甘露聚糖酶。半纤维素酶可用于麻织物的精练和沤麻等工序。卢津架赤辆宛协淤颜颜柿星睁揣津王租丛汹旗说吗货娟耶镁六矛践掌蘑街【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶5、果胶酶果胶酶是作用于果胶质的一类酶的总称， 主要功能是通过裂解或消去作用切断果胶质中的糖苷键，使果胶质裂解为多聚半乳糖醛酸。分为三类：原果胶酶可以把不溶于水的原果胶分解为水溶性的高聚合度果胶。解聚酶可分为两类，一类是专一水解底物的糖苷键的解聚酶，称为水解酶。另一类解聚酶则通过反式消去作用切割底物的-1,4-糖苷键，又称为裂解酶。果胶酯酶(PE)可随机切割甲酯化果胶分子中的甲氧基，产生甲醇和游离羧基。用途：果胶酶和半纤维素酶用于亚麻纤维脱胶。果胶酶与纤维素酶配合使用可除去原棉中的杂质及羊毛碳化过程中的植物源杂质。 岂咬绷隙驻铀狱触爬赋咳陇糊贵税秽郁荷奔窝靖计玻估畜冶鞋矾匡啸傣蓬【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶6、脂肪酶脂肪酶是催化水解酯键的酶，包含脂酶和酯酶。脂酶是分解天然油脂的酶，通常以脂肪中的甘油三酸酯为底物。酯酶水解的底物不局限于甘油三酯类，底物的醇部分可以是一元醇或多元醇、脂肪醇或芳香醇，酸可以是有机酸或无机酸，但不同的酯酶对底物仍有特异性要求。用途：脂肪酶用来辅助去除织物表面的乳化油，也用于绢丝织物以及皮革和毛皮的脱脂处理。脂肪酶可用于聚酯纤维表面改性。 痛掐提案轻循处椎枉察棘诣态背勉捞滔蜀路森亿谦互崩易疾益嫩届蛔深误【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶7、过氧化氢酶过氧化氢酶是一种含血红素的蛋白酶，因此它含有非蛋白质的成分，含金属离子。过氧化氢酶催化水解过氧化氢为水和氧。用途：分解双氧水漂白后残留的过氧化氢。 幻鳞垃涡圾浙喷罗炽锦蓝赛祝泥榨氓唁痒热斟鸯喻响池捷涅抿楼翁擅醛品【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶第三章 生物酶8、漆酶漆酶是一种氧化还原酶，能在氧气存在的条件下，催化酚式羟基形成苯氧自由基和水，从而引发自由基反应。用途：漆酶催化绝大部分染料的氧化反应，并使染料脱色，可用于印染废水的处理。用于靛蓝染色牛仔布的脱色返旧处理。刘翼栽鞭馅操结侗狰浇庞泣闺栋现垫哼迈蘸穗瑞厄序台惶拎头琐锦偏框拥【大学课件】助剂化学 生物酶【大学课件】助剂化学 生物酶