酶作用的机制PPT课件2.ppt

* DIFP异丙氟磷 * E5-18 Chymotrypsin 的作用機制分成兩個階段，每個階段各有數個步驟。其詳細說明請見講義或課本，同時網頁上有動畫說明，請仔細觀察琢磨。 在此可對胜肽鍵的水解做一整理，找出一些共同的機制。大致上都是胜肽鍵上的 carbonyl 碳 (C=O) 被具有強烈負電基團的 -O: (或者水分子上面的氧原子) 攻擊，產生以碳為中心的過渡狀態，然後再斷掉胜肽鍵。Chymotrypsin 的順序式水解則含有兩套如此的攻擊事件，分別由 (1) 活性 Ser 基團上的 -O: 及 (2) 水分子擔任攻擊手。 * E5-18 * E5-18 * E5-18 * E5-18 * E5-18 * E5-24 活性區 中催化區與專一性辨認區的模型，請注意所辨認的胺基酸基團，是在胜肽鍵 N-端那邊的基團 (R)。Chymotrypsin 的專一性辨認區形成一個相當大的口袋，而且口袋內沒有極性的胺基酸，因此偏好水解 Trp, Phe, Tyr 的位置。 * E5-26 Ser 蛋白脢家族以其專一性區來辨識基質種類，基質的特性決定辨識區的構形。 Trypsin 有一個細長的專一性口袋，帶底還有一個 Asp 189，因此其基質都是 Lys 與 Arg 等帶有正電荷的長條胺基酸。 構形的確決定了很多蛋白質的功能與作用。 * * * * * * * * 第四章 酶作用的机制 酶作用专一性的机制 酶作用高效性的机制 * 概念 必需基团（essential group)关系到酶催化作用的化学基团eg. 组氨酸的咪唑基、丝氨酸的羟基、半胱氨酸的巯基等。 活性中心（active center）或活性部位酶分子上必需基团比较集中并构成一定空间构象、与酶的活性直接相关的结构区域。 酶的活性部位（中心）由结合部位和催化部位组成。 * Binding cleft of lysozyme: amino acid residues that contact the substrate are in green, catalytic residues are orange * 酶作用专一性的机制 沈同 《生物化学》p275 结合部位——酶作用的专一性钥匙学说诱导契合学说“三点附着”假说 * By Emil Fischer in 1894 By Daniel Koshland in 1958 * The induced conformational change in hexokinase. * 酶的底物专一性 结构专一性绝对专一性相对专一性（键专一性） 立体异构专一性旋光异构(D, L)几何异构（顺、反） * Serine protease * Active site pockets of two serine proteases. Elastin---Ala * Effect of a catalyst on activation energy 酶作用高效率的机制 * 酶作用高效率的机制沈同 《生物化学》p279 催化部位——酶作用的高效性 接近和定向效应 张力学说（通过底物扭曲导致催化）共价催化（亲核和亲电催化）  广义酸碱催化 * 亲核试剂： 具有给予电子对的强烈倾向的基团亲电试剂：具有接受电子对的强烈倾向的基团亲核催化：如果催化反应的速度（完全或部分地）被底物从催化剂接受电子对这一步所控制亲电催化：如果催化反应的速度（完全或部分地）被催化剂从底物接受电子对这一步所控制note part p44 * The structure of chymotrypsin * Chymotrypsin 的活性区 Catalytic triad: Asp102←His57←Ser195 charge relay (1) 环境 pH 对酶活性有极大的影响 → 活性区的氨基酸 受影響： (2) 催化机制： 两个步骤 (3) 稳定过渡状态： -C-O- 可与 Gly193与Ser195 的 -N-H 产生氢键而稳定 (4) 专一性结合区： 活性区附近有 non-polar pocket 辨别底物 ▼ Acylation: 切开后 N-peptide 共价結合在酶上 (Ser195) ▼ Deacylation: 加水分解后释放 N-peptide (slow step) Nitrophenyl acetate (作用很慢的底物类似似物) His 57 (pKa = 6): 当环境 pH 6, imidazole 失去 H+ (charged) Ile 16 (new N-terminal): 当环境 pH 9, NH3+ 失去 H+ (不帶电) S