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§2.7 酶的作用机理及实例 1.底物和酶的靠近(proximity)与定向(orientation) 在化学反应中，反应速度与反应物的浓度成正比，若在酶促反应系统中的催化场所—酶的活性中心，增加底物浓度，反应速度也会随之增加。 酶促反应加速的原因之一，就是使底物分子集中于酶的活性中心，大大提高这个区域底物的有效浓度，从而加速酶促反应速度。 曾测过某酶促反应中，溶液中的底物浓度为0.001mol/L,而在活性中心的底物浓度竟达到10mol/L，比溶液中高出一万倍！因此在酶活性中心区域的高底物浓度决定了高的反应速度。 二.溶 菌 酶 （lysozyme) 溶菌酶存在于鸡蛋清和动物的眼泪中，其生物学功能是催化某些细菌细胞壁的多糖水解，从而溶解细菌的细胞壁。 溶菌酶是第一个用X-射线法阐明其全部结构和功能的酶。是1922年伦敦细菌学家弗莱明(Fleming)首次发现的。 1.底物、溶菌酶及酶和底物复合物的结构 溶菌酶的底物 溶菌酶通过水解某些细菌细胞壁的多糖组份来溶解细胞壁，细胞壁的多糖由两种糖组成: N-乙酰氨基葡萄糖 (NAG) N-乙酰氨基葡萄糖乳酸(NAM) 溶菌酶的最适小分子底物 溶菌酶的结构 溶菌酶由129个氨基酸残基构成，是一个单链蛋白，分子内含有四对二硫键。活性中心的氨基酸残基是Glu35和Asp52 。 鸡蛋蛋清溶菌酶的氨基酸序列 溶菌酶和底物结合的空间构象 从表面构象看，酶的结构不很紧密，大多数极性氨基酸残基分布在分子的表面，非极性氨基酸残基分布在分子的内部。整个酶分子中有一狭长的凹穴。最适底物正好与酶分子的凹穴相结合，凹穴中的Glu35和Asp52 是活性中心的氨基酸残基。 三、几种蛋白酶的激活及它们之间的相互作用 弹性蛋白酶 §2.7 寡聚酶、同功酶、诱导酶、固定化酶 一、寡聚酶 寡聚酶是由两个或多个亚基组成的酶。 二、同功酶 同功酶是指能催化同一化学反应，但其酶蛋白本身的分子结构组成都有所不同的一组酶，它们的Km和Vm各不相同。 如：哺乳动物中有五中乳酸脱氢酶，它们催化同一反应，分子量相近，但氨基酸组成及顺序不同，可用电泳法得到。 三、诱导酶 根据诱导酶合成与代谢物的关系。人们把酶相对地区分为结构酶和诱导酶。 结构酶是指细胞内天然存在的酶，它的含量稳定，受外界的影响小。 诱导酶是指当细胞中加入特定诱导物后诱导产生的酶。它的含量在诱导物存在下显著增高。这种诱导物往往是该酶底物的类似物或底物本身。 诱导酶或许是细胞中本身就存在，但含量低，当加入诱导物后显著增高；或许是细胞中不存在这种酶，当加入诱导物后诱导产生。 四、固定化酶 把水溶性的酶固定在一固相的载体上，很容易从反应液里分离出来，可以反复使用，比较经济。 固定化酶稳定性高，有利于储藏保存，有一定机械强度，可用于工厂的连续自动化生产。 固定化酶弥补了水溶性酶的很多缺点。如：不能反复利用，不易于产物分离，不利于产品的提纯精制，成本高。近年来，固定化酶发展相当迅速，许多酶已实现工业化生产。 自己看的内容 羧肽酶A的作用机理 多酶体系 调节酶 别构酶 别构效应 反馈作用 共价调节酶 共价调节的磷酸化酶的特点 第八步 胰凝乳蛋白酶催化机制的特点： 广义的酸碱催化 共价催化 丝氨酸蛋白酶（serine proteases） 丝氨酸蛋白酶是一类最有特色的酶家族，它包 括胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶、凝血酶、 枯草杆菌蛋白酶等。 胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶为消化酶，在胰腺中合成，以非活性的酶原形式分泌到消化道，在消化道中转化成有活性的酶。 这三种酶在一级结构上有40%的氨基酸顺序是相同的，三维结构也很相似，都有Ser195、His57、Asp102三个氨基酸残基构成的催化三联体，它们的催化作用机理也相似，但它们的专一性是完全不同的。 这三种酶的活性部位位于分子表面的凹陷区域，这个凹陷结构区域称为口袋。由于三种蛋白酶的口袋的差异造成它们的专一性不同。 胰凝乳蛋白酶的口袋底部有一个小的Ser，口袋上方有两个小的Gly残基，有利于较大的芳香族氨基酸侧链进入，因此胰凝乳蛋白酶催化芳香族氨基酸形成的肽键。 胰蛋白酶口袋底部有一个带负电荷的Asp，有利于结合带正电荷的Arg、Lys残基，决定了胰蛋白酶可以催化精氨酸和赖氨酸羧基形成的肽键。 弹性蛋白酶有一个浅的口袋， 口袋上方有大的Thr和Val残基，只允许小分