酶作用的机制ppt课件.ppt

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1、第四章酶作用的机制酶作用专一性的机制酶作用高效性的机制概念必需基团（essentialgroup)关系到酶催化作用的化学基团eg.组氨酸的咪唑基、丝氨酸的羟基、半胱氨酸的巯基等。活性中心（activecenter）或活性部位酶分子上必需基团比较集中并构成一定空间构象、与酶的活性直接相关的结构区域。酶的活性部位（中心）由结合部位和催化部位组成。Bindingcleftoflysozyme:aminoacidresiduesthatcontactthesubstrateareingreen,catalyticresiduesareorange酶作用专一性的机制沈同《生物化学》p2

2、75结合部位——酶作用的专一性钥匙学说诱导契合学说“三点附着”假说ByEmilFischerin1894ByDanielKoshlandin1958Theinducedconformationalchangeinhexokinase.酶的底物专一性结构专一性绝对专一性相对专一性（键专一性）立体异构专一性旋光异构(D,L)几何异构（顺、反）SerineproteaseActivesitepocketsoftwoserineproteases.Elastin---AlaEffectofacatalystonactivationenergy酶作用高效率的机制酶作用高效率

3、的机制沈同《生物化学》p279催化部位——酶作用的高效性接近和定向效应张力学说（通过底物扭曲导致催化）共价催化（亲核和亲电催化）广义酸碱催化亲核试剂：具有给予电子对的强烈倾向的基团亲电试剂：具有接受电子对的强烈倾向的基团亲核催化：如果催化反应的速度（完全或部分地）被底物从催化剂接受电子对这一步所控制亲电催化：如果催化反应的速度（完全或部分地）被催化剂从底物接受电子对这一步所控制notepartp44ThestructureofchymotrypsinChymotrypsin的活性区Catalytictriad:Asp102←His57←Ser195cha

4、rgerelay(1)环境pH对酶活性有极大的影响→活性区的氨基酸受影響：(2)催化机制：两个步骤(3)稳定过渡状态：-C-O-可与Gly193与Ser195的-N-H产生氢键而稳定(4)专一性结合区：活性区附近有non-polarpocket辨别底物▼Acylation:切开后N-peptide共价結合在酶上(Ser195)▼Deacylation:加水分解后释放N-peptide(slowstep)Nitrophenylacetate(作用很慢的底物类似似物)His57(pKa=6):当环境pH<6,imidazole失去H+(charged)Ile16(newN-term

5、inal):当环境pH>9,NH3+失去H+(不帶电)Ser195:DIFP可与Ser-OH反应→失去活性JuangRH(2004)BCbasicsAsp102His57Ser195CatalyticTriadHHChymotrypsin顺序式催化反应A1NCCN[HOOC]HOCCNCC[NH2]COChecksubstratespecificityAsp102His57Ser195HHChymotrypsin顺序式催化反应A2NCCN[HOOC]HOCCNCC[NH2]COFirstTransitionStateHHChymotrypsin顺序式催化反应A3NCCN[HOO

6、C]HOCCNCC[NH2]COAcyl-EnzymeIntermediateHChymotrypsin顺序式催化反应D1N-HCCN[HOOC]HOCCNCC[NH2]COHOHAcyl-EnzymeWaterIntermediateHChymotrypsin顺序式催化反应D2OOCCNCC[NH2]CHSecondTransitionStateOHHChymotrypsin顺序式催化反应D3OCCNCC[NH2]COOHDeacylationHOON–C–C–N–C–CN–C–C–N–C–CRHR’Chymotrypsin活性区还有专一性结合区O-CSer活性区专一性结合区

7、催化区丝氨酸蛋白酶的专一性不同COO-CAsp酶活性区TrypsinChymotrypsinElastase切Lys,Arg切Trp,Phe,Tyr切Ala,GlyNon-polarpocketDeepandnegativelychargedpocketShallowandnon-polarpocketOO–C–N–C–C–N–CCCCNH3+OO–C–N–C–C–N–COO–C–N–C–C–N–CH3JuangRH(2004)BCbasics