酶的作用机制和酶的调节(I)

《酶的作用机制和酶的调节(I)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第10章酶的作用机制和酶的调节Enzyme活性中心（activecenter)——与酶活力直接相关的区域局限在酶分子的特定部位一、酶的活性部位(activesite）结合中心：与S结合决定酶促反应的专一性催化中心：促进S发生化学变化决定酶促反应的性质活性中心——与酶的催化活性直接相关的化学基团常见：His咪唑基、Ser-OH、Gluγ-COOH、Cys-SH、Asp-OH位于活性中心活性中心以外，稳定分子构象必需基团非必需基团（一）必需基团底物活性中心以外的必需基团结合基团催化基团活性中心（二）酶活性部位的特点1、几个残基+辅助因子（单

2、纯/结合）2、在空间构象上集中到一起（单体/寡聚）3、疏水空穴4、通过次级键与底物结合6、活性中心构象具有柔韧性和可塑性5、与底物诱导契合酶AA残基活性中心AA核糖核酸酶124HHKRDE溶菌酶129DE胰凝乳蛋白酶241HDS羧肽酶A307REYZn2+胰蛋白酶223HDS二、研究酶活性部位的方法1.酶分子侧链基团的化学修饰法化合物活性部位AA残基侧链基团↓共价结合水解酶，确定一级结构位置——推测某基团是否在活性中心某基团被修饰后：酶活力改变：为必需基团（1）非特异性共价修饰（2）特异性共价修饰——试剂专一修饰活性部位某AA，使酶失活

3、。如：二异丙基氟磷酸（DFP)专一修饰ESer-OH仅修饰活性中心Ser-OH(3)亲和标记法——与S结构相似的共价修饰剂能被专一地引入活性部位，接近S结合位点其活泼的化学基团可与活性部位某一基团形成稳定的共价键对甲苯磺酰－L－苯丙氨酸乙酯(TPE)对甲苯磺酰－L－苯丙氨酰氯甲基酮（TPCK）胰凝乳蛋白酶和胰蛋白酶2.动力学参数测定法活性部位AA残基解离状态和酶活性直接相关通过动力学方法求有关参数，对酶活性部位化学性质作出判断。3.X射线晶体结构分析法4.定点诱变法利用定点诱变技术，改变编码蛋白基因中的DNA顺序，改变其中某AA后，测定

4、酶活性的变化。诱导契合机制酶与底物靠近定向酶与底物相互诱导变形契合成中间产物产物脱离三、酶催化高效性的机制酶催化的本质：降低反应的活化能。一般催化剂反应活化能反应总能量变化酶促反应活化能非催化反应活化能初态终态能量改变活化过程酶促反应降低活化能过渡态（一）底物和酶的邻近效应和定向效应靠近静电吸引疏水作用定向底物酶（二）底物的形变和诱导契合诱导互补性结构变化契合能否契合—专一性的由来产物脱离酶复原－催化剂羧肽酶A＋羧肽酶催化中的电子云形变C＋=O－靠近电子云形变定向极性专一性契合区H2+N＝C精氨酸C端确认区注意＋酶活性中心提供H+/H+

5、受体使敏感键断裂的机制。酸催化(－OH、－NH3+、＝NH+、-COOH、－SH)A-:H+EHE-H2OEH+OH-+H+AH+B+碱催化(失电子态)A-:B++E-COO-A-+E-COOHE-COO-+H+（三）酸碱催化碱催化＋酸催化稳定活性中心吸附羧氧原子使肽键失稳——酶活性中心亲电/亲核基团参与S敏感键断裂的机制。亲电基团——带正电荷性质的基团亲核基团——带负电荷性质的基团（四）共价催化A-:B+¨+-OH-NH2咪唑基亲电催化2A-:2B++Mg2+A:Mg¨A+2B+亲核催化¨-OH¨-SHA-:+HO:B中间产物不稳定，

6、断裂，形成产物，酶复原。（不同酶促反应中的催化因素影响大小不同。）¨＋－OH的亲核催化(胰凝乳蛋白酶)1、需要金属离子的酶（1）金属酶(metalloenzyme)含紧密结合的金属离子（2）金属激活酶(metal-activitedenzyme)含松散结合的金属离子（五）金属离子催化2、金属离子的作用A、参与底物反应的定向B、通过价态改变参与电子转移C、通过静电稳定/屏蔽负电荷（六）多原催化和协同效应（七）活性部位微环境的影响四、酶催化反应机制的实例（一）溶菌酶（lysozyme）（二）胰凝乳蛋白酶疏水口袋活性位点残基4.丝氨酸蛋白酶的

7、催化机制催化三联体亲核攻击稳定His的正电形式胰蛋白酶蛋白质水解酶巯基蛋白酶天冬氨酸蛋白酶丝氨酸蛋白酶锌蛋白酶胰凝乳蛋质酶凝血酶弹性蛋白酶趋同进化（convergentevolution）：催化三联体趋异进化（divergentevolution）：底物专一性（三）烯醇化酶（enolase）——作用需要金属离子碱催化稳定中间产物酸催化五、酶活性的调节控制（一）别构调控（allostericregulation）1、定义别构调节：酶分子的非催化部位与某些化合物可逆地非共价结合后发生构象的改变，进而改变酶活性状态。别构酶：具有别构现象的酶。

8、别构剂：能使酶分子发生别构作用的物质。别构激活剂别构抑制剂2、别构酶的特点（1）多亚基一部分亚基有活性中心，另一部分有别构调节中心ATP别构激活剂CTP别构抑制剂①天冬氨酸转氨甲酰酶调节亚基催化亚基②3－磷