生物化学第10章酶的作用机制和酶的调节.ppt

第10章 酶的作用机制和酶的调节 一、酶的活性部位 酶活性部位的特点Ⅰ 胰凝乳蛋白酶活性部位的结构 酶活性部位的特点Ⅱ 研究酶活性部位的方法 酶分子侧链基团的化学修饰法 非特异性共价修饰 特异性共价修饰 DFP修饰酶的Ser残基的反应 几种丝氨酸蛋白酶活性部位的氨基酸序列 亲和标记法 TPCK对胰凝乳蛋白酶的亲和标记 TPE和TPCK的结构 动力学参数测定法 X射线晶体结构分析法 定点突变法 三、影响酶催化效率的有关因素 底物和酶的邻近效应与定向效应 底物的形变和诱导契合 酸碱催化 一些氨基酸残基的广义酸碱形式 共价催化 金属离子催化 活性部位微环境的影响 四、酶催化反应机制的实例 溶菌酶 细菌细胞壁多糖 溶菌酶的一级结构 溶菌酶催化反应的特异性 溶菌酶催化水解的糖苷键 溶菌酶的有效底物 溶菌酶活性部位的催化位点 吡喃糖环的椅式和船式构象 溶菌酶底物的半椅式构象 溶菌酶活性部位的催化位点 糖苷键的断裂位点 溶菌酶的催化基团 溶菌酶的催化机制 丝氨酸蛋白酶 消化作用的丝氨酸蛋白酶 三种消化蛋白酶的一级结构比较 胰凝乳蛋白酶的三维结构 胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶的底物结合口袋 胰凝乳蛋白酶与eglin C的结合 人工底物 研究胰凝乳蛋白酶的人工底物 胰凝乳蛋白酶催化机制的动力学研究 胰凝乳蛋白酶同底物反应的动力学曲线 酰基－酶中间物的迅速形成后缓慢释放产物 胰凝乳蛋白酶的催化三联体 胰凝乳蛋白酶中催化三联体的作用 His57的互变异构 胰凝乳蛋白酶的催化机制Ⅰ 胰凝乳蛋白酶的催化机制Ⅱ 五、酶活性的调节控制 别构调控 天冬氨酸转氨甲酰酶 ATCase催化的反应式 ATP和CTP对ATCase活性的影响曲线 脱敏反应 p-羟汞苯甲酸对巯基的修饰 ATCase的亚基分离 ATCase的沉降速率模式 ATCase的亚基组成 ATCase是别构酶的模式对象 ATCase的三维结构 ATCase的亚基结合方式 ATCase的亚基结合方式 ATCase半分子的三维结构 ATCase的过渡态底物及竞争性抑制剂 PALA结合在ATCase催化部位上的方式 酶与底物结合后的构象变化 酶与底物结合后的构象变化 硝基甲烷修饰ATCase 底物结合到ATCase上引起高度协同的别构转变 琥珀酸与杂交酶结合后硝基Tyr吸收光谱的变化 别构剂对酶构象的影响 ATP和CTP与酶结合后酶的构象及硝基Tyr吸收光谱的变化 酶原的激活 酶原或蛋白质前体激活举例 胰凝乳蛋白酶原的激活 胰凝乳蛋白酶原的激活 胃蛋白酶原的激活 胰蛋白酶原的激活 胰蛋白酶原的激活 胰蛋白酶对各种胰脏蛋白酶原的激活作用 生理止血过程Ⅰ 生理止血过程Ⅱ 凝血机制 凝血因子 因子X激活的两种途径 内源性途径 外源性途径 可逆的共价修饰 酶修饰反应的例子 酶修饰反应的例子 蛋白质的磷酸化 蛋白质的可逆磷酸化反应 蛋白激酶对底物序列的要求 蛋白激酶 蛋白激酶的分类 几种重要的蛋白激酶 蛋白激酶A的带状结构图 蛋白激酶C 磷酸化酶激酶 PhK的亚基组成和调控 蛋白酪氨酸激酶 六、同工酶 乳酸脱氢酶催化的反应 乳酸脱氢酶同工酶 乳酸脱氢酶同工酶酶谱 同工酶存在的意义 Tyr、Ser、Thr、His Tyr Tyr Glu Arg、Gln、Cys、白喉酰胺（一种修饰的His） 蛋白质磷酸化是最主要的共价修饰方式。通过蛋白激酶的催化作用消耗NTP使共价调节酶磷酸化，磷酸化的共价调节酶也可以通过蛋白磷酸酶的水解作用脱磷酸化。共价调节酶上被磷酸化的基团有Thr、Ser、Tyr、Asp、Glu的羟基或羧基，或Lys、Arg、His上的氨基或亚氨基，其中主要的被磷酸化基团是Ser和Thr的羟基。 蛋白激酶种类繁多，是一个庞大的家族。各种蛋白激酶在结构上有很大的相似性，很可能有共同的祖先基因。根据底物被磷酸化的基团可以分为Ser/Thr型，目前发现的蛋白激酶多属于这一类；Tyr型，数目相对较少。还可以根据它们是否有调节物来分，一类叫做信使依赖性蛋白激酶，另一类为非信使性依赖蛋白激酶。 蛋白激酶 信使依赖性蛋白激酶 非信使依赖性蛋白激酶 胞内信使依赖性蛋白激酶 激素或生长因子依赖性蛋白激酶 （蛋白激酶A） 蛋白激酶A（protein kinase A，PKA）也称为cAMP依赖性蛋白激酶，它与cAMP结合后有活性。 R2C2 inactive R2-(cAMP)4 C active 紫色：Mn2+ 暗红色：蛋白底物 黄色：ATP 蛋白激酶C（protein kinase C，PKC）是一组（大约有10种）蛋白激酶的总称。它们受Ca2+、二酰基甘油（DAG）、佛波酯（phorbol ester，大戟二萜醇酯，大戟二萜醇上有5个羟基，可被不同的酸在不同的