化学生物学论文
班级：2009级化学生物学班
姓名：韩毅 学号：2009111101
酶结构及纤维素酶研究
（Enzyme structure and cellulose enzyme all research）
韩毅2009111101 化生班
摘要：酶是活细胞产生的一类具有催化功能的生物分子，在酶的作用下，许多生物化学反应过程可以在温和的条件下以很高的速率进行。对酶结构的研究对于研究生物体内各种反应具有重要意义。
Abstract: the enzyme is a kind of living cells produce catalytic functions of biological molecules, in the role of the enzyme, many biological chemical reaction process under mild conditions at high velocities. The study of enzyme structure for research on biological in body various reaction to have the important meaning.
关键词：蛋白类酶 酶RNA 酶结构 纤维素酶
酶的化学结构：酶有蛋白类酶和核酸类酶两大类别，蛋白类酶的主要组分是蛋白质，成为酶蛋白，核酸类酶的主要组分是RNA，称为酶RNA,所以酶的化学结构主要包括酶蛋白的化学结构和酶RNA的化学结构。
一：酶蛋白是由各种氨基酸通过肽键联结而成，酶蛋白的化学结构主要包括组成蛋白质的氨基酸的种类，数目，排列次序，二硫键的数目和位臵，肽键的数目等。 酶RNA由各种核苷酸通过3’,5’-磷酸二酯键联接而成，酶RNA的化学结构主要包括组成RNA的核苷酸种类、数目、排列次序等。
酶蛋白的化学结构：又称酶蛋白的一级结构。组成酶蛋白的氨基酸一般不超过20种，氨基酸数目从几十个至几千个，氨基酸的排列次序从氨基端开始算起，氨基酸通过肽键连接而成的肽链。
1、 肽键与肽链：一个氨基酸的?-羧基与另一个氨基酸的?-氨基反应，脱去一分子的水，生成由肽键联接而成的二肽。肽键的键长大于C=N双键，而小于C-N单键，具有部分双键性质，不能自由旋转，每个肽单位的六个原子都被
酰胺键固定在同一平面上，此平面称为酰胺平面。由于排列次序的不同生成的二肽有两种。例如，丙氨酸（A）与甘氨酸（G）可以生成丙氨酰甘氨酸（A-G）和甘氨酰丙氨酸（G-A）两种二肽。三种不同的氨基酸可生成两个肽键联接起来的六种三肽。
根据排列组合规律，n个不同的氨基酸可以生成n!个n肽。蛋白质由20种氨基酸组成，氨基酸的数目成百上千，所以可生成的蛋白质种类是非常繁多的，若干个氨基酸通过肽键连接而成为多肽链，简称为肽链，有些酶蛋白只有一条肽链，有些酶蛋白则由多条肽链通过二硫键联接而成。
蛋白质分子中的二硫键（-S-S-）由两个半胱氨酸的巯基脱氧联接而成。 2、 酶蛋白化学结构的测定方法：酶蛋白化学结构的测定一般包括下列步骤: (1) 酶蛋白的分离纯化：采用各种生化分离方法，将酶蛋白进行分离纯化，除去蛋白质等杂质。
(2) 氨基酸种类和数目的确定：先将酶蛋白水解，然后采用层析技术（纸层析、薄层层析、柱层析等）将氨基酸分离鉴定。现在，采用氨基酸自动分析仪等可以方便、快捷的测定氨基酸的种类和数目。
(3) 肽链数目的确定：采用末端分析等方法测定酶蛋白中肽链的数目，然后还原方法打开二硫键，使各条多肽链分开。
(4) 氨基酸顺序测定：将酶蛋白或多肽链进行不完全水解，生成各种小肽，将各个小肽分离纯化后通过末端分析，从氨基端或羧基端开始逐个分析各个氨基酸，从而确定各个小肽种氨基酸的排列顺序。
末端分析方法主要有用于N端分析的二硝基氟苯（FDNB,fluorodinitrobenzene）法和用于C端分析的肼解(hydrazinolysis)法等，二硝基氟苯法是一种肽链N端分
析法。在弱碱性溶液中肽链N端的氨基酸残基可与2,4-二硝基氟苯反应生成二硝基苯肽(DNP-肽)，经盐酸水解生成黄色的2,4-二硝基苯胺基酸，可用乙醚提取后，用层析法鉴定。
肼解法是一种肽链C端分析法，此法是将蛋白质或多肽与肼在无水条件下一起加热，使肽链C端氨基酸可与FDNB实际生成DNP-氨基酸。经乙醚提取后进行鉴定。
二：酶RNA的化学结构
1、 RNA化学结构的内容：酶RNA的化学结构又称酶RNA的一级结构，主要内容包括组成RNA的核苷酸种类、数目、排列次序等。组成酶RNA的核苷酸主要有腺苷酸（AMP）、鸟苷酸（GMP），胞苷酸（CMP），和尿苷酸（UMP）四种,酶RNA一般含有几百个至几千个核苷酸。一个核苷酸的5’位磷酸基与另一个核苷酸的3’位羧基脱水生成由磷酸二酯键联接的二核苷酸。生成的二核苷酸再与另一个核苷酸反应生成三核苷酸，由此，n个核苷酸可通过磷酸二酯键生成寡核苷酸分子，RNA是单链分子，其核苷酸的排列次序是从5’端开始3’端结束。
2、 RNA化学结构的测定方法：酶RNA化学结构的测定可以采用核酸自动测序仪进行自动分析，也可采用下列方法进行顺序测定。
（1） 酶RNA的分离纯化，通过各种生化分离方法，得到纯化的RNA。 （2） 将RNA水解生成各种核苷酸，通过分析确定组成RNA的核苷酸的种
类和数量。
（3） 用特异性酶切法或双脱氧终止法等进行RNA的系列测定，特异性酶切
法首先用T4多核苷酸激酶和32P-dNTP进行RNA5’-OH标记，或用
RNA连接酶和32PpCp进行RNA3’-OH标记，然后用适量的特异性RNA酶进行部分水解，再进行聚丙烯酰胺凝胶电泳和放射自显影测定RNA分子中核苷酸的排列顺序。
双脱氧终止法首先以RNA为模板通过逆转录酶作用生成互补DNA（cDNA）,然后以cDNA为模板，以双脱氧核苷三磷酸（2’,3’-ddNTP）为核苷酸链合成的终止剂，加入标记的引物，通过PCR反应生成不同长度的寡核苷酸，再进行聚丙烯酰胺凝胶电泳和放射自显影得出RNA中核苷酸排列顺序。
酶的空间结构 酶的催化功能和特性是由酶完整的空间结构所决定，酶的空间结构主要是指酶蛋白的空间结构和酶RNA的空间结构。 酶蛋白的空间结构：酶蛋白的空间结构包括二级结构，三级结构和四级结构，酶蛋白空间基本结构单位包括螺旋结构、折叠结构、转角结构和卷曲结构等。
1、酶蛋白的副价键：蛋白质的空间结构是通过各种副价键连接而成的，副价键对于蛋白质空间结果的稳定至关重要，主要有氢键、盐键、二硫键、范德华力和金属键等。氢键：氢键是由肽链中的羰基中的氧原子等电负性较大的原子
与亚氨基，羟基、氨基等集团中的氧原子联接而成的副价键，氢键是蛋白质的空间结构中的主要副价键，普遍存在于蛋白质分子中，可以在肽链之间或同一条肽链之中经过卷曲折叠后在互相接近的原子之间形成，对蛋白质空间结构的稳定性起重要作用。
2、盐键：盐键由蛋白质分子中的氨基和羧基在一定条件下形成，盐键