第六章酶学(三)重要酶类及其活性调节.ppt

第三章 酶学（Chemistry of Enzyme） （一）酶活性的调节方式 2、通过改变细胞内已有的酶分子的活性来调节酶的活性 （二）酶的别构调控 1、定义： （二）酶的别构调控 1）变构酶（别构酶） 有些酶可以与某些化合物（称为变构剂）发生非共价结合，引起酶分子构象的改变，对酶起到激活或抑制的作用，这类酶通常称为别构酶。 酶的别构（变构）效应示意图 （1）调节物：也称效应物，对酶分子具有别构调节作用的化合物。一般是酶的底物或底物类似物或代谢的终产物。结合在酶的别构中心，负责调节酶促反应的速度。 （2）正效应物：指效应物的结合使酶活性升高，也称别构激活剂。 （3）负效应物: 指效应物的结合使酶活性降低，也称别构抑制剂。 同促效应：配体相同，当一个效应物与酶结合后，影响另一相同的效应物与酶的另一部位结合。 异促效应：配体不同，当一个效应物与酶结合后，影响另一不同效应物与酶另一部分结合。 正协同效应：指效应物分子与变构酶结合后，本身构象发生变化，有利于后续底物分子或调节物分子的结合。 负协同效应：指效应物分子与变构酶的结合后，本身构象发生变化，不利于后续底物分子或调节物分子的结合。 别构酶调节的两种模型 齐变模型（MWC）： 1965年由Monod、Wyman和Changeux提出。 （三）可逆的共价修饰调节 共价修饰(covalent modification) 在其他酶的催化作用下，某些酶蛋白肽链上的一些基团可与某种化学基团发生可逆的共价结合，从而改变酶的活性，此过程称为共价修饰。 （四）酶原及酶原激活 酶原(zymogen)：有些酶（如消化系统中的各种蛋白酶）以无活性的前体形式合成和分泌，然后输送到特定部位；当功能需要时，经特异性蛋白酶的作用转变为有活性的酶而发挥作用。这些不具有催化活性的酶的前体(precursor)称为酶原。 酶原的激活：某种物质作用于酶原使之转变为有活性的酶的过程称为酶原的激活。 (2) 1992年，Piccirilli等发现L19RNA具有氨酰酯酶的活性，催化氨酰酯水解。 (3) L19RNA还有限制性内切酶作用： -CpUpCpUpN- + G -CpUpCpU +GpN (4) 1997年，Zhang和Cech用人造的RNA分子催化合成了肽链，表明RNA具有肽基转移酶活性。 (5) 原核生物RNaseP和 兔肌1，4- ?-葡聚糖分枝酶 核酶的发现与研究证明RNA也可以是酶，即酶不都是蛋白质，而且有重要的理论与实践意义。 核酶的发现证明了RNA既能够携带遗传信息，又具有生物催化功能。 对核酶结构和作用机制的研究可帮助人们设计生物体内本不存在的酶，作为工具去催化特定的反应。 RNA既能携带遗传信息 又有生物催化功能。 ——RNA可能早于蛋白质和DNA， 是生命起源中首先出现的生物大分子 切割癌基因、致病病毒基因 九、核酶、抗体酶与同工酶 1986年Schultz和Lerner等人研制成工抗体酶（abzyme），这一研究成果对酶学研究具有重要的理论意义和广泛的应用前景。 （三）同工酶 乳酸脱氢酶同工酶形成示意图 同工酶的应用 存在于同一个体的不同组织中，也存在于同一组织、同一细胞的不同亚细胞结构中，甚至存在于不同发育时期的组织中。 是细胞分化及形态遗传的分子学基础研究的有力工具； 在代谢调控中也起重要作用； 作为疾病诊断的指标。如乳酸脱氢酶（LDH） LDH同工酶谱分析的临床意义： （一）酶分离纯化的一般原则—与蛋白质相似 1、选材：新鲜，含酶量高 2、破碎细胞：因材而已 3、抽提：低温，水或低盐溶液 4、分离纯化：粗分级及细分级 5、保存：低温 酶活力单位的表示方法 国际单位(IU)：1961年 在最适条件下，每分钟催化1μmol底物转化为产物所需的酶量为一个国际单位。 三、酶工程 酶工程：指酶制剂在工业上的大规模生产和应用。 1、化学酶工程： 由酶学与化学工程技术相结合而形成。 通过化学修饰、固定化处理、甚至化学 合成法等手段改善酶的性质，以提高催 化效率及降低成本。 2、生物酶工程： 是在化学酶工程基础上发展起来的，是以酶学和DNA重组技术为主的现代分子生物学技术相结合的产物。包括： 1）用DNA重组技术大量生产酶； 2）对酶基因进行修饰，产生突变酶； 3）设计新的酶基因，合成自然界不曾有过的、性能稳定、催化效率更高的新酶。 酶