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1绪论1

1-1酶的特性1

目录1

1-2酶的史程2

1-3酶的命名及分类3

2酶的分离与提纯7

2-2酶源选材8

2-2-1含酶量8

2-1制酶的要点8

2-2-2可用量9

2-2-3比较研究9

2-2-4亚细胞9

2-3匀浆9

2-3-1动物细胞9

2-3-2植物、真菌及细菌10

2-4制酶的实际操作方法与设备10

2-4-1基本设备、特殊材料与试剂11

242酶的分离方法12

2-4-3根据酶分子大小轻重设计的分离方法13

2-4-3-1离心分离13

2-4-3-2凝胶过滤14

2-4-3-3透析及超滤18

2-4-4按分子荷电的正负多少设计的分离方法21

2-4-4-1离子交换层析21

2-4-4-2电泳25

2-4-4-3等电聚焦26

2-4-5调整酶溶解度的分离方法27

2-4-5-1调整pH28

2-4-5-2调整离子强度28

2-4-5-3降低介电常数29

2-4-6按酶分子亲和部位的特性设计的分离方法30

2-4-6-1亲和层析30

2-4-6-2亲和洗脱35

2-4-7其他方法36

2-4-7-1染料配体层析36

2-4-7-2免疫吸附层析38

2-4-7-4疏水吸附层析40

2-4-7-3无机吸附层析40

2-4-7-5液相层析41

2-4-7-6加热变性43

2-4-8方法的选择43

2-5酶纯度的测定44

2-5-1电泳44

2-5-2酶纯度的其他分析法48

2-6酶分离提纯的实例49

2-6-1由人胎盘中提取雌二醇17β－脱氢酶50

2-6-2由刀豆中提取脲酶51

2-6-3由红面包霉菌中提取芳香多酶体系52

3酶的结构54

3-1酶分子量的测定54

3-1-1超速离心法55

3-1-1-1沉降速度法55

3-1-1-2沉降平衡法56

3-1-2凝胶过滤法58

3-1-3SDS－凝胶电泳法58

3-2酶的一级结构60

3-1-4氨基酸顺序法60

3-2-1一级结构的测定法61

3-2-1-1氨基酸的成份62

3-2-1-2氨基酸分析所遇到的问题63

3-2-2由相关的DNA顺序决定的酶分子的一级结构法63

3-2-3多肽链的断开66

3-2-4肽段的分离67

3-2-5纯肽段顺序的测定67

3-2-5-1N－端氨基酸测定法67

3-2-5-3肽链顺序的依次测定法68

3-2-5-2C－端氨基酸测定法68

3-2-5-4肽顺序自动测定仪69

3-2-5-5肽顺序的排列及全顺序的决定70

3-2-5-6测定肽顺序可能遇到的几个问题70

3-2-6全肽链顺序测定的实例71

3-3酶的二级和三级结构76

3-3-1酶分子结构的要素77

3-3-1-1酰胺键77

3-3-1-2α－螺旋77

3-3-1-4β－转角78

3-3-1-3β－折叠片78

3-3-2酶分子结构的特点79

3-3-3稳定酶分子折叠结构的几种力量82

3-3-3-1氢键82

3-3-3-2静电引力82

3-3-3-3VanderWaals力82

3-3-3-4疏水引力83

3-3-4牛α－胰凝乳蛋白酶的结构83

3-4-1亚基的类型及数目85

3-3-5甘油醛磷酸脱氢酶的结构85

3-4酶的四级结构85

3-4-2亚基的组合方式86

3-4-3亚基间的组合力量86

3.5酶的X射线结晶分析学87

3-5-1结晶的培养87

3-5-2结晶的初步X射线衍射分析法90

3-5-3X射线衍射法的精细分析95

3-6酶分子三维结构的展开与重新折叠97

4-1酶动力学的数据99

4酶动力学99

4-2恒态时酶促反应动力学的基本理论101

4-2-1MichaelisMenten公式101

4-2-2Km的特征103

4-2-3Michaelis-Menten公式的运用104

4-2-4Km的求法105

4-2-4-1Linweaver-Burk图解法105

4-2-4-2EadieHofstee图解法106

4-2-5-2底物的抑制107

4-2-5-1多种活性中间物107

4-2-5只有一种底物但情况比较复杂的酶促反应107

4-2-5-3多个活性部位108

4-3pH对酶促反应速度的影响108

4-4温度对酶促反应速度的影响110

4-5酶浓度对酶促反应速度的影响110

4-6激活剂对酶促反应速度的影响111

4-6-1离子111

4-6-2小分子有机化合物111

4-6-3激活酶111

4-7-2-1竞争性抑制112

4-7-2可逆抑制112

4-7酶的抑制112

4-7-1不可逆抑制112

4-7-2-2非竞争性抑制113

4-7-2-3反竞争性抑制114

4-7-2-4需活化后才能发挥作用的不可逆抑制剂114

4-7-3可逆抑制的动力学116

4-7-3-1竞争性抑制116

4-7-3-2非竞争性抑制118

4-7-3-3反竞争性抑制119

4-7-3-4各类可逆抑制反应的比较121

4-8两种底物的酶促反应122

4-8-1顺序反应机理122

4-8-2随机反应机理125

4-8-3乒乓反应机理126

4-9三种底物的酶促反应129

4-10恒态前的酶动力学129

4-10-1酶促反应常数129

4-10-4光激法130

4-10-3止流法130

4-10-2截流法130

4-10-5反应速度常数k的测量131

4-10-6酶促反应中活性中间物的检测132

5酶活性的测定与保持133

5-1影响酶活性测定的因素133

5-1-1底物浓度、激活剂及抑制剂133

5-1-2pH、离子强度及温度136

5-2-1中止反应法137

5-2中止反应法测定酶活性137

5-2-1-1恒温反应138

5-2-1-2产物的测量138

5-3连续法测定酶活性140

5-3-1非偶联的连续法140

5-3-2偶联的连续法140

5-3-3中止法及连续法的比较142

5-4酶活性的保持143

5-4-1缓冲液和pH的控制143

5-4-3辅因子144

5-4-4酶多聚体的防止144

5-4-2温度144

5-4-5稳定剂的添加145

5-4-6蛋白酶水解的防止146

5-4-7重金属抑制的防止147

5-4-8高盐溶液的酶沉淀或酶结晶147

5-5蛋白质浓度的测定147

5-5-2Lowry法148

5-5-3Bradford法148

5-5-1紫外线吸收法148

554双缩脲法149

5-5-5Kjeldahl定氮法149

5-5-6沉淀定量法149

5-6酶活性测定的实例149

5-6-1雌二醇17β－脱氢酶的酶活性测定149

5-6-2脲酶的酶活性测定151

6酶促反应机理152

6-1酶促反应的本质152

6-1-1酶促反应的过渡态152

6-1-2酶的逼近及定位功能154

6-1-3酸碱催化155

6-1-4共价催化157

6-1-5底物的变形或扭曲158

6-1-6催化环境的改变158

6-1-7人工合成酶159

6-2-1-1变更底物的浓度160

6-2-1-2底物结构的变化160

6-2-1动力学研究160

6-2酶促反应机理的实验测定160

6-2-1-3可逆抑制161

6-2-1-4pH的变更161

6-2-1-5恒态前的反应动力学162

6-2-1-6总结由酶动力学研究所得到的反应机理信息164

6-2-2中间物的侦测164

6-2-3X射线结晶衍射法164

6-2-4氨基酸侧链的化学修饰165

6-2-4-1反应特殊的化学修饰166

6-2-4-2活性特异的氨基酸的修饰167

6-2-4-3亲和标记168

6-2-4-4化学修饰结果的诠释169

6-3酶促反应机理的实例169

6-3-1胰凝乳蛋白酶170

6-3-1-1胰凝乳蛋白酶的结构及功能概述170

6-3-1-2X射线结晶衍射研究171

6-3-1-3中间物的侦测174

6-3-1-4氨基酸侧链的化学修饰175

6-3-1-5胰凝乳蛋白酶的反应机理176

6-3-1-6胰凝乳蛋白酶与其他蛋白酶在反应机理上的相同之处177

6-3-2丙糖磷酸异构酶178

6-3-2-1X射线结晶衍射法的研究179

6-3-2-2底物的同位素标记180

6-3-2-3亲和标记182

6-3-2-4丙糖磷酸异构酶的催化机理183

6-3-3果糖二磷酸醛缩酶183

6-3-3-1动力学研究184

6-3-32中间物的检测184

6-3-3-3氨基酸侧链的化学修饰185

6-3-4乳酸脱氢酶187

6-3-3-4果糖二磷酸醛缩酶的反应机理187

6-3-4-1动力学研究188

6-3-4-2X射线结晶衍射法的研究189

6-3-4-3氨基酸侧链的化学修饰192

6-4总结193

7代谢过程酶活性的调控195

7-1酶本身活性的调控195

7-1-1改变酶本身的共价式结构来调控酶的活性195

7-1-1-1在调控酶活性时酶的共价式结构的改变是不可逆的195

7-1-1-2由共价式的可逆变化来调控酶的活性198

7-1-2配体调控酶200

7-1-2-1调控酶的实验根据200

7-1-2-2调控酶性能的几种理论模型202

72代谢过程的调控206

7-2-1概论206

7-2-2信号的放大207

7-2-2-1底物循环208

7-2-2-2互相转换的酶循环209

7-2-3代谢过程各调控环节的决定209

7-2-3-2调控酶的断定210

7-2-3-1调控节点的测出210

7-3代谢过程调控的实例211

7-3-1糖酵解过程的调控213

7-3-1-16磷酸果糖激酶酶活性的调控213

7-3-1-2己糖激酶活性的调控213

7-3-2糖原代谢的调控214

7-3-2-1磷酸化酶活性的调控215

7-3-2-2体内配体的浓度215

7-3-2-5糖原合酶的调控216

7-3-2-4磷酸化酶的暂停活动216

7-3-2-3磷酸化酶的级联机理216

8生物体中的多酶体系219

8-1多酶体系的组成219

8-2大肠杆菌RNA核苷酸转移酶220

8-2-1RNA核苷酸转移酶的结构220

8-2-2由RNA核苷酸转移酶和DNA的结合来发动转录作用221

8-2-3转录的伸延及终止222

8-2-4RNA核苷酸转移酶各个亚基所担任的角色223

8-3多酶体系的形成及分离224

8-4多酶蛋白的性质225

8-5丙酮酸脱氢酶多酶体系226

8-5-1大肠杆菌丙酮酸脱氢酶多酶体系的分离与结构227

8-5-2反应机理230

8-5-3大肠杆菌丙酮酸脱氢酶体系的调控231

8-5-4哺乳动物组织中的丙酮酸脱氢酶体系231

8-6大肠杆菌色氨酸合酶体系232

8-6-1色氨酸合酶体系的结构235

8-6-2反应机理236

8-7生物合成芳香氨基酸的多酶体系237

8-8结论239

9细胞中的酶241

9-1细胞里的区域化242

9-1-1亚细胞器的分离242

9-1-2细胞核244

9-1-3线粒体245

9-1-4溶酶体247

9-1-5内质网250

9-1-6胞液251

9-2-1-1糖原及脂肪酸代谢过程各有关酶的区划253

9-2代谢途径的区域化253

9-2-1肝中糖类及脂肪酸类代谢的区域化253

9-2-1-2各代谢途径间的相互联系255

9-2-1-3尼克酰胺辅因子、腺嘌呤核苷酸及辅酶A在细胞中的位置255

9-2-2红面包霉菌中精氨酸及鸟氨酸代谢的区域化260

9-3细胞膜中的酶262

9-3-1膜的功用263

9-3-2线粒体甘油3－磷酸脱氢酶263

9-3-3肌浆网中的腺苷三磷酸酶264

9-3-4腺苷酸环化酶265

9-4体内的酶与底物浓度268

9-4-1细胞内大分子化合物的浓度268

9-4-2细胞中酶的联合作用269

9-4-2-1果糖二磷酸醛缩酶及甘油醛3磷酸脱氢酶269

9-4-2-2柠檬酸合酶、苹果酸脱氢酶与天冬氨酸氨基转移酶270

9-4-2-3精氨酸酶及鸟氨酸氨甲酰转移酶270

9-4-3酶和底物的相对浓度271

10酶医药学273

10-1诊断酶学273

10-1-1先天性酶缺乏症274

10-1-2酶诊断法276

10-2酶免疫分析学276

10-3酶疗法278

10-4酶药学279

10-4-1利用酶生产有机化合物279

10-4-2生物合成手性化合物280

10-4-3酶法合成抗生素282

10-5工艺上的酶源285

10-6医药用酶286

10-7固定酶287

10-7-1由消旋的氨基酸制造L－氨基酸289

10-7-2从玉米粉制造糖浆290

10-7-3嵌入载体聚丙烯酰胺上的固定化葡萄糖氧化酶291

10-7-4固定酶的包胶囊291

10-7-5整细胞的固定化292

10-7-6固定酶在医药方面的用途293

10-7-7固定酶的酶活性测定295

中文索引297

英文索引308