催化反应动力学4别构反应ppt课件.ppt

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1、酶学彭益强Enzymology国立华侨大学生物工程与技术系第一节单底物反应动力学第二节抑制作用动力学第三节多底物反应动力学第四节别构酶动力学第五节pH和温度对酶催化反应速度的影响主要内容第四章酶催化反应动力学第四节别构酶反应动力学酶与一般催化剂不同的特点：可调节性；30%酶动力学不符合米氏方程，大多是寡聚酶，受代谢物调节，但代谢物结构不类似于被调节酶底物；60年代，Jacob与Monod提出别构理论，反馈调节作用称为别构效应。非唯一调节方式，却是较为重要的一类。例子ATC酶经过温和的化学处理，如用对羟基汞苯甲酸（PCMB）处理可解聚为两个催化亚基（为三聚体）和3个调节亚基（为二聚体）。催化

2、亚基仍有催化活力，但不再受效应物影响，调节亚基无催化活力，但仍能结合效应物。更剧烈的处理，如用十二烷基硫酸钠（SDS）处理，则催化亚基和调节亚基都各解聚成6个单体主要内容一、配体（底物）与蛋白质结合中协同效应(link)二、别构酶的性质、结构及动力学特性(link)三、别构效应(link)go一、配体（底物）与蛋白质结合中协同效应指蛋白质与一个配体（底物和效应物）结合后可影响蛋白质与另一个配体结合能力；据此分类：1，正协同效应-激活；2，负协同效应-抑制；3，同促效应（同种协同效应,homotropiceffect）一个配体与酶结合后，引起酶分子构象变化，从而改变后续相同配体对酶的亲和力；4

3、，异促效应（异种协同效应,heterotropiceffect）一种配体与酶结合引起另一种配体对酶亲和力的改变；多数别构酶兼有同促效应和异促效应。（一）协同效应（二）配体与蛋白质结合E+SES结合常数：Kb=[ES]/[E][S],Kb=K-1S,蛋白质饱和分数Y：[E0]恒定下，Y对[S]作图为一双曲线；在稳态下，亦是一双曲线。此是米氏方程特性!1、与具单个结合部位的蛋白质结合2、与具多个结合部位的蛋白质结合最简单情形：二聚体蛋白两个相同配体结合位，同种正协同作用：M2+2SM2S2结合常数:Kb=[M2S2]/[M2][S]2蛋白质饱和分数：Y=[M2S2]/[（M2）0]=Kb[S]2

4、/(Kb[S]2+1)Y~[S],是S形曲线Hill方程结合常数取对数：更普通地，n个相同结合位之蛋白质通式：即为Hill方程；理想条件下Lg(Y/(1-Y))~lgS作图；即为Hill曲线图，线性，斜率为n，纵截矩lgKb；实验中测定的斜率n为Hill系数h;例：血红蛋白Hill系数多结合位蛋白与配体之间的结合研究是基于氧和血红蛋白结合之研究；1904，Bohr,绘制了血红蛋白与氧结合的饱和分数Y对氧分压的图形，是S形曲线；1909,Hill基于结合部位之间相互影响引起正协同效应来解释此曲线；若血红蛋白有n个亚基，总反应式：Hb+nO2Hb(O2)n在基础上推导出Hill方程；做为含有4个

5、氧结合位的血红蛋白，其斜率应为4氧饱和度YpO2血红蛋白S形氧合曲线虽与实验数据有偏，但此方程很好地适合了血红蛋白氧合曲线及其它别构蛋白的协同过程，因此其数据处理方法即Lg(Y/(1-Y))~lgPO2作图法（Hill作图法）得到应用。血红蛋白氧合具高协同性，因此极高或极低氧下只结合一个氧分子，两端斜率为1;中间氧浓度区协同性最好大，h=2.8,但曲线斜率总不会达4这个亚基数；目前其结构基础已初步阐明：1960，Perutz，4个结合位血红素完全分离，相互作用不可能，可能是亚基间作用，氧合中4个氧结合也不一样，第一个需打开盐键更多些，第4个更少，故呈S形曲线！斜率=1斜率=10氧饱和百分数L

6、g(Y/(1-Y))第1个O2第4个O2PO2血红蛋白Hilll图back二、别构酶的性质、结构及动力学特性别构作用：指不同于底物的物质对酶起到激活或抑制作用；别构酶：具不止一个配基结合位的酶，活性位外的部位可与和底物结构完全不同的物质结合，结合后通过构象变化影响底物与活性位的作用从而对酶催化产生正或负影响；发现起源：反馈调节；1，50年代，Umbarger,L-苏氨酸到L-异亮氨酸五步反应，当异亮氨酸过量则对第一步酶苏氨酸脱水酶产生反馈抑制！2，Gerharf嘧啶核苷酸合成途径中发现终产物CTP抑制第一步酶，天冬氨酸转氨甲酰酶（ACTase)。（一）别构酶性质和结构某些酶的分子表面除活性中

7、心外，尚有调节部位，当调节物（或称别构物）结合到此调节部位时，引起酶分子构象变化，导致酶活性改变，这类酶称为变/别构酶。3.6重要的酶§3.6重要的酶变构酶与变构调节概念变构酶又称为别构酶，指酶分子的非催化部位与某些化合物可逆地非共价结合后，引起酶的构象的改变，进而改变酶的活性状态，酶的这种调节作用称为变构调节(allostericregulation)，具有变构调节的酶称变构酶(allostericenzy