生物化学简明教程第六章酶讲解.ppt

盐析 向蛋白质溶液中加入大量的中性盐[（NH4)2SO4，Na2SO4，Na2SO4]，使蛋白质脱去水化层而聚集沉淀。 盐析作用是由于当盐浓度较高时，盐离子与水分子作用，使水的活度降低，原来溶液中大部分的自由水转变为盐离子的水化水，从而降低蛋白质极性基团与水分子之间的作用，破坏蛋白质分子表面的水化层。 分段盐析 不同的蛋白质分子，由于其分子表面的极性基团的种类、数目以及排布的不同，其水化层厚度不同，故盐析所需要的盐浓度也不一样，因此调节蛋白质的中盐浓度，可以使不同的蛋白质分别沉淀。 血清 球蛋白 清蛋白 (NH4)2SO4 50%饱和度 饱和 析出 析出 蛋白质溶液 透析袋 蒸馏水 常用的盐析剂是硫酸铵，因为它的盐析能力强，在水中的溶解度大，价格便宜，浓度高时也不会引起蛋白质活性丧失。 盐析沉淀的蛋白质仍保持天然构象，即仍有活性。 蛋白质用盐析方法沉淀分离后，还需要脱盐才能进一步精提纯。 脱盐常用透析法。 透析是将含有小分子杂质的蛋白质溶液装在半透膜的透析袋里放在蒸馏水中进行，可不断更换蒸馏水，直至杂质被除去。 有机溶剂法 与水互溶的极性有机溶剂如甲醇、乙醇、丙酮等能使蛋白质在水中的溶解度显著降低。 有机溶剂引起蛋白质变性的原因有两个： （1）降低水的介电常数，使蛋白质分子表面可解离基团的离子化程度减弱，水化程度降低，促进了蛋白质分子的聚集沉淀。 （2）极性有机溶剂与蛋白质争夺水化水，而使蛋白质分子沉淀。 6.10.2 酶工程 研究酶的生产和应用的一门技术性学科，是把酶学基本原理、化学工程技术及基因重组技术有机结合在一起而形成的新型应用技术 （1）天然酶的制备与应用 （2）酶的化学修饰 （3）酶的固定化 6.8 酶的活性调节 通过改变酶的数量与分布来调节酶的活性 通过改变细胞内已有的酶分子的活性来调节酶的活性 通过改变酶的结构来调节酶的活性 别构调控、可逆的共价修饰、酶原的激活 通过直接影响酶与底物的相互作用来调节酶的活性 竞争性抑制剂对酶活性的抑制作用等 6.8.1 酶活性的调节方式 一些代谢物可与某些酶分子活性中心外的某部分可逆地结合，使酶构象改变，从而改变酶的催化活性，此种调节方式称别构调节 别构酶：具有别构调控作用的酶 脱敏作用：对别构酶加热或用化学试剂处理，可以使别构酶解离并失去调节活性 别构效应剂：使酶分子发生别构作用的物质 别构激活剂、别构抑制剂 6.8.2 酶的别构调节 变构激活 变构抑制 变构酶的S形曲线 [S] ν 无变构效应剂 酶的变构调节是体内代谢途径的重要快速调节方式之一。 别构酶常为多个亚基构成的寡聚体，具有协同效应 同促效应 酶的活性部位和调节部位是相同的，效应物是底物，底物与别构酶某一活性部位的结合通常可促进其他底物分子与该酶剩余活性部位的结合，导致酶促反应速率增加，这样的同促效应称为正协同效应，如果底物与酶某一活性部位的结合导致其他底物与该酶更难以结合，则称为负协同效应。 异促效应 酶的活性部位和调节部位是不同的，效应物是非底物分子。 异促效应的简单模型 棋型酶为二聚体酶，由一个催化亚基和一个调节亚基组成，催化亚基上有一个结合底物的位点，调节亚基上有一个结合负效应物的位点，在没有结合效应物的时候，酶处于高活力状态，活性部位对底物的亲和力较大，当结合一个负效应物M后，酶的结构发生一定的变化，活性部位对底物的亲和力减小，从而使酶活性降低。 别构酶举例—— 大肠杆菌的天冬氨酸转氨甲酰酶（简称ATCase） ATCase有二个底物和二个别构效应剂—— 氨甲酰磷酸、Asp、ATP是别构激活剂、CTP是别构抑制剂 调节亚基 催化亚基 Asp浓度对ATCase活力的影响 [S] ν ATP与CTP对ATCase活力的影响 [S] ν ATP CTP CTP使S形曲线向下弯曲，表明在同样底物浓度的条件下，CTP降低了酶的活性；ATP使S形曲线向上凸出，增加了酶活性 T态（tense state）在ATCase未与底物或PALA结合时占优势 R态（relaxed state）在ATCase结合底物或PALA后占优势 处于T态的ATCase对底物有低亲和力及低催化活性，处于R态的ATCase对底物有高亲和力及高催化活性，没有结合底物的ATCase主要处于T态，ATCase的部分活性部位与底物结合后，可通过高度协同的别构转变使酶的结构由T态转变为R态，从而提高了剩余活性部位与底物的亲和力，使酶促反应速率提高，导致S形动力学曲线的产生。