课件：酶学基础.ppt

* 孙利芹2011 酶的亲核催化机制示例 孙利芹2011 5、微环境效应 Define 微环境是指酶的活性中心上的催化基团所处的一种特殊的疏水反应环境。 由于酶分子活性中心的催化基团处于特殊的疏水反应环境，影响酶与底物的结合，并影响催化基团的解离，使反应加速进行，这种作用称为微环境效应。 许多有机化学反应会受到其溶剂环境的影响,如叠氮盐与硝基氟苯的反应： N3- + F NO2 F- + N3 NO2 在二甲亚砜中进行时的速度比在水中进行时快12000倍 孙利芹2011 微环境效应的作用 孙利芹2011 溶菌酶催化的微环境效应 孙利芹2011 核酶的自我剪接机制 自我剪接的核酸类酶通过酶RNA或其辅助因子上所含的嘌呤-OH攻击分子本身的剪接点.催化自我剪接反应 Ⅰ型IVS(与四膜虫26SrRNA前体的IVS结构相似的间隔序列) Ⅱ型IVS剪接酶(与细胞核mRNA的IVS结构相似的间隔序列,在植物和低等真核生物的细胞器基因组中发现) 孙利芹2011 第一步: GTP的3′-OH作用左边外显子和内含子交界处的磷酸二酯键，本身结合到内含子的5′末端，被切下的5′外显子仍保持在底物位点上，并未游离。 第二步:内含子的G414（即3′交界序列上的G）又进入了G-结合位点，切下的外显子的3′-OH又对G-结合位点上的G与3′外显子之间的磷酸二酯键发动亲核进攻，切开磷酸二酯键，而其3′-OH和3′外显子的P重新形成磷酸二酯键而连接起来 Ⅰ型IVS剪接机制 孙利芹2011 第三步: 生成的414nt的环状内含子G-IVS 进一步自动反应,通过两次环化成生成L-19IVS 3′-OH进攻5′端第15、16两个碱基之间的磷酸二酯键进行亲核亲核进攻，切下15nt的小片段，余下的399nt的间插序列（interveling sequence，IVS）（即内含子）首尾相连而呈环状； 环形内含子可进一步水解，在首尾相接处切开磷酸二酯键，成为399nt线形内含子，因为已丢失了15个nt，故称其为L-15IVS.L-15 IVS? 3′端的-OH再次对其本身5′端第4-5碱基之间的磷酸二酯键发动亲核进攻，切下4个nt的小片段，余下环形的395Nt内含子，经再次水解，产生了395nt线状的内含子，因前后一共丢失了19个nt的小片段，故称其为L-19 IVS。 L-19 IVS是一种具有多催化功能的核酸类酶，催化其他RNA分子进行多种分子间反应。 孙利芹2011 Ⅱ类内含子的剪接无需鸟苷的辅助，但需镁离子的存在。第一步: 是分枝点腺苷A的2′-OH对5′端外显子和内含子交界处的磷酸二酯键发动亲核进攻切下外显子1，内含子5′的边界序列上的G与5′磷酸和分枝点A的2′-OH形成磷酸二酯键，从而产生了套索（lariat）结构； 第二步是切下的外显子1，其3′-OH继续对内含子3′端的交界序列进行亲核进攻，切下的外显子2′的5′磷酸和外显子1的3′-OH形成磷酸二酯键，连接在一起，同时释放出套索状的内含子。 　 孙利芹2011 核酶的自我剪接机制 具有自我剪切功能的核酸类酶具有独特的空间结构和构象，并具有特定的保守序列和特定的剪切点序列。 保守序列是酶的活性部位上的序列，剪切点序列起到底物的作用。 自我剪切酶的活性依赖于酶的空间结构和构象的完整性及保守序列的稳定性。 孙利芹2011 孙利芹2011 自我剪切酶的保守序列（催化中心序列）和剪切位点序列（底物序列）与酶的催化作用关系密切。 对自我剪切酶的结构和功能关系的研究，可以了解酶催化中心的必需基团，据此进行分子改造，从催化分子内反应的R-酶设计出催化分子间反应的R-酶。 孙利芹2011 本节小结 酶促反应的本质（酶的催化作用机理/机制） 趋近与定向效应、构象变化效应、酸碱催化机制、共价催化和微环境效应 核酸酶的自我剪接和剪切机制 酶与底物结合的模型理论 孙利芹2011 ☆酶中间产物理论的提出 ☆米氏方程 ☆动力学参数的意义 ☆米氏方程图解表示法 §1.4 酶催化反应动力学Ⅰ ——单底物反应动力学 孙利芹2011 ☆酶中间产物理论的提出 ※ 1902年，Brown在研究 转化酶催化蔗糖酶解的反应 是发现，随着底物浓度的， 反应速度的上升成双曲线(酶被底物饱和)。 ※ Brown （1902）和Henri(1903),提出 “中间产物” 假说 E + S ES E+P ※ 1913年，Mich