《特点与机理》PPT课件

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1、酶作用的特点与机理一.酶催化的专一性酶催化的专一性是指酶对它所催化的反应及其底物具有的严格的选择性。通常一种酶只能催化一种或一类化学反应。1.酶的专一性的类型一.酶催化的专一性由酶对底物选择的严格程度，可将酶的专一性分为多种类型：结构专一性相对专一性键专一性酶只作用于一定的化学键，对键两侧的基团无要求。如酯酶基团专一性不仅要求底物具有一定的化学键，还对键某一侧的基团有选择性。如磷酸单酯酶绝对专一性酶只能催化一种底物。如6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶一.酶催化的专一性立体专一性旋光异构专一性酶对具有旋光异构的底物有严格的选择性。如乳酸脱氢酶几何异构专一性酶对具有顺反异构的底物有严格的选择

2、性。如延胡索酸酶2.酶的专一性的原理一.酶催化的专一性1958年D.E.Koshland提出“诱导契合学说”：inducedfittheoryActivesiteInducedfit2.酶的专一性的原理一.酶催化的专一性1958年D.E.Koshland提出“诱导契合学说”：inducedfittheory酶分子活性中心的结构原来并非和底物的结构互相吻合，但酶的活性中心是柔性的而非刚性的。当底物与酶相遇时，可诱导酶活性中心的构象发生相应的变化，其上有关的各个基团达到正确的排列和定向，因而使底物和酶能完全契合。当反应结束产物从酶分子上脱落下来后，酶的活性中心又恢复成原来的构象。酶

3、促反应的速度比非酶促反应通常要快107~1014倍二.酶催化的高效性如此高的催化效率使生物体内含量甚微的酶能催化大量的物质转化。二.酶催化的高效性用简单的实验证明酶的催化效率：铁屑肝糜肝糜(煮)2H2O22H2O+O2二.酶催化的高效性2H2O22H2O+O21.酶的催化机理酶加速反应速度的原因是：通过改变反应途径来降低反应的活化能二.酶催化的高效性1.酶的催化机理酶加速反应速度的原因是：通过改变反应途径来降低反应的活化能催化机理目前较满意的解释是：中间产物学说又叫过渡态学说二.酶催化的高效性中间产物学说酶与底物通过形成中间产物使反应沿一个低活化能的途径进行。E+SESE+P1

4、.酶的催化机理二.酶催化的高效性1.酶的催化机理二.酶催化的高效性中间产物学说底物S与酶结合形成中间产物ESS与E的结合导致分子中某些化学键发生变化，呈不稳定状态，亦即活化态，使反应活化能降低。复合物ES转变成酶与产物的复合物EPEP裂解，生成产物1.酶的催化机理二.酶催化的高效性中间产物学说对于双分子反应，底物结合到酶的活性中心(1)邻近效应和定向效应2.酶催化的高效性的机理二.酶催化的高效性对于双分子反应，底物结合到酶的活性中心(1)邻近效应和定向效应两底物分子相邻近，大大提高了底物的有效浓度——邻近效应底物分子还在活性中心“定向”排布，有利于原子轨道的重叠——轨道定向，使

5、分子间反应近似于分子内反应2.酶催化的高效性的机理二.酶催化的高效性(2)“张力”和“形变”底物与酶结合酶分子构象变化底物分子的敏感键产生“张力”和“形变”敏感键断裂诱导有利于2.酶催化的高效性的机理二.酶催化的高效性(3)酸碱催化酶活性部位上的某些基团可以作为质子供体或受体对底物进行酸或碱催化。——酸碱催化如His的咪唑基在中性条件下，有一半是酸形式、一半是碱形式。因此既可进行酸催化，又可进行碱催化。所以咪唑基是酶分子最有效、最活泼的一个功能基团。2.酶催化的高效性的机理二.酶催化的高效性(4)共价催化某些酶可以和底物形成共价中间物，使反应的活化能大大降低。共价催化的最一般

6、形式是：酶的亲核基团对底物中的碳原子进行攻击，形成共价中间物。2.酶催化的高效性的机理二.酶催化的高效性如胰凝乳蛋白酶chymotrypsin2.酶催化的高效性的机理二.酶催化的高效性(5)微环境（活性中心是低介电区）某些酶的活性中心穴内是非极性的，这种低介电环境甚至还可能排除水分子。这样，底物分子的敏感键和酶的催化基团之间就会有很大的反应力，加速反应的进行。2.酶催化的高效性的机理二.酶催化的高效性(5)微环境（活性中心是低介电区）2.酶催化的高效性的机理二.酶催化的高效性三.酶活性的可调节性酶催化反应的能力，即酶的活性是受调节的，其受调节的方式有多种。如:酶的别构效应共价修

7、饰（甲基化、磷酸化等）酶原的激活（如胃蛋白酶原、凝血酶原）同工酶的调节……三.酶活性的可调节性四.酶的不稳定性凡能引起蛋白变性的因素均能使酶失去活性。五.酶的命名国际酶学委员会建议：每个酶都给予2个名称习惯名系统名五.酶的命名如己糖激酶、乳酸脱氢酶、DNA聚合酶若是水解反应，常把“反应类型”省略如脲酶、酯酶有时在名字前加上酶的来源如胃蛋白酶1.习惯命名法底物名+反应类型+“酶”五.酶的命名习惯名一般比较简短，使用方便；但缺乏系统性，不够精确，有时会一酶数名或一名数酶的现象。1.习惯命名法底物