变构酶及其动力学

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1、第十一章别构酶及其动力学别构效应（allostericeffect）：寡聚酶（蛋白）上一个活性部位的改变通过构象变化影响到其它活性部位的效应别构酶（allostericenzyme)：能产生别构效应的酶。除了有一个活性中心外，还有别构效应剂结合位别构效应剂（allostericeffector)：作用于酶活性中心外的某处，通过促使酶分子空间构象的改变而影响酶的催化。酶的别构效应可由底物结合引起，也可由别构效应剂结合引起的。一别构酶及其作用特性(一)概述：别构效应是机体代谢的重要方式代谢调节的方式：迟缓调节:需时间长，几个小时。通过改变酶分子的合成、降解、酶原转化来控制细胞内酶分子浓度。快

2、速调节:时间短几秒或几分钟。对体内现有的酶进行激活或抑制。调节酶:在体内代谢过程中起快速调节作用的酶包括共价调节酶和别构酶(二)别构酶作用特性----协同效应(cooperativeeffect)协同效应：一个配体与蛋白或酶结合后对另一配体结合的影响1.分类：同种效应：一个分子的配体与蛋白或酶结合对后续同种或同类配体结合的影响。异种效应：一个分子的配体与蛋白或酶结合对不同种或不同类配体结合的影响。正协同效应：一分子的配体与蛋白或酶结合可促进下一分子配体与蛋白和酶结合的效应。负协同效应：一分子的配体与蛋白或酶结合使其它配体的结合力降低的效应。例如:四亚基蛋白（酶）P+LK1PL1K2PL2

3、K3PL3K4PL4内在解离常数:K1=K2=K3=K4无协同K1>K2>K3>K4正协同K1

4、亚基底物结合位调节亚基ATP、CTP结合位①酶有两个结合位点②ATP和CTP两种效应剂可能是结合在同一部位。③ATC酶效应剂结合位的存在对S型动力学是必要的ATCase的别构效应表现为四级结构的大幅度变动：利用ATCase的二底物过渡态类似物：PALA（N-膦乙酰-L-Asp)的研究表明：ATCase的6个亚基的底物结合位都位于催化链之间的界面上，活性中心相距2.2nm结合PALA后的酶，催化三聚体彼此拉开1.2nm，同时旋转10º；并使分别位于催化链N-端与C-端的氨甲酰磷酸结合位和Asp结合位彼此靠近，成为高亲和状态一个催化亚基的构象变化通过亚基界面之间的相互作用，传递给另一个催化

5、三聚体，并引起后者构象的转变(2)负协同效应：3-P-甘油醛脱氢酶：3-P-甘油醛+NAD++PiNADH+1,3-2P-甘油酸+H+半位反应性：该酶为四聚体，但4个活性部位中只有2个起作用兔肌3–P-甘油醛脱氢酶与NAD+结合的解离常数解离常数透析平衡法荧光测定法K1<10-10M1×10-8MK2<10-9M9×10-8MK33×10-7M4×10-6MK42.6×10-5M3.6×10-5M(3)协同作用的生理意义：①异种协同效应:代谢调节,可被代谢末端产物反馈抑制和中间产物的别构激活。例如：EMP的己糖激酶，受G-6-P的别构抑制；丙酮酸激酶受ATP、乙酰CoA的别构抑制，受F

6、-1,6-2P的激活。②同种协同效应:正协同：提供一个反应速度对底物浓度变化的敏感区，且敏感区可通过别构激活或别构抑制剂加以调整负协同：提供反应速度对底物浓度变化的不敏感区，保证在低底物浓度时保证反应正常进行，而高浓度时反应平稳二别构酶的几个动力学概念：(一)S0.5：表观Km值，在别构酶反应中速度达到最大反应速度一半时的底物浓度(二)K系统与V系统：别构效应剂类型：①K型效应剂：只改变S0.5，但Vm不变②V型效应剂：不改变S0.5，只改变Vm③K-V型效应剂：S0.5和Vm都改变VmS0.5Vm/2S0.5VmVmVmK系统V系统三别构动力学(一)Hill模式:把研究血红蛋白动力学应

7、用到别构动力学。E+nSk1ESnk2E+Pk-1总的解离常数Ks’=[E][S]n[E0]=[E]+[ESn][ESn]饱和分数：Ys=酶所结合的底物分子数酶上底物结合位点数Ys=n[ESn]=[S]nn[E0]Ks′+[S]nHill方程:Log(Ys)=nLog[S]-LogKs′①1-YsLog(Ys)~Log[S]作图1-YsV=k2[ESn]Vm=k2[E0]V/Vm=[ESn]/[E0]=Ys带入①中得:Log(V)=