生物化学 Chapter 10 酶的作用机制和酶的调节.ppt

1.溶菌酶（Lysozyme）2.胰核糖核酸酶A(PancreaticribonucleaseA,RnaseA)3.羧肽酶A(CarboxypeptidaseA)4.丝氨酸蛋白酶(Serineproteases)5.天冬氨酸蛋白酶(Asparticproteases)四、酶的催化机理实例例一：Lysozyme1922年，弗莱明(Fleming)最早发现129A.A.，4对二硫键MW=13930（蛋清）pI=11.0Km=0.006mM(6-N-乙酰-葡萄糖胺)溶菌酶催化水解细胞壁多糖，选择性地水解NAM（NAG）-NAG之间的?(1-4)糖苷键；酶的活性部位被6个糖基填满。催化机理：“靠近”和“定向”效应，活性中心Glu35提供质子，Asp52稳定正碳离子。pH5例二：核糖核酸酶A例三：羧肽酶307A.A.，Zn2+底物结合部位：Arg71,Arg127,Asn144,Arg145,Tyr248,Glu270催化基团：Zn2+,Arg127胍基,Glu270羧基羧肽酶A催化反应机理1.活化水分子的亲核氧原子攻击底物羰基碳原子，Glu270吸收质子，与Zn2+和Arg127共同稳定过渡态中间物；2.Glu270提供质子给肽的-NH基，肽键断裂释放出氨基酸。例四：丝氨酸蛋白酶超家族：消化酶：胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性酶凝血酶、纤溶酶、组织纤溶酶原激活剂枯草杆菌蛋白酶乙酰胆碱酯酶胰凝乳蛋白酶（糜蛋白酶）（Chymotrypsin）活性中心由Ser195,His57,Asp102组成；MW=25000用DFP（二异丙基氟磷酸）进行化学修饰，确定了Ser195是活性部位和结合部位；用不可逆抑制剂TPCK（N-对甲苯磺酰苯丙氨酰氯甲基酮）确定了His57是活性中心的催化部位；水解过程分酰化和脱酰两个阶段例五：天冬氨酸蛋白酶消化酶类：胃蛋白酶、凝乳酶溶酶体：组织蛋白酶D和E肾素HIV-1蛋白酶在酸性或中性条件下呈现活性，活性部位具有两个Asp残基，一个以-COOH形式，另一个是-COO-形式。Chapter10

酶的作用机制和酶的调节一、酶的活性部位二、酶催化反应的独特性三、影响酶催化效率的因素四、酶催化反应机制实例五、酶活性的调节控制六、同工酶一、酶的活性部位酶的活性中心：由两种功能部位组成的，一个是同特异性底物结合部位，称为底物结合部位；另一个是直接参加催化的部位，称为活性部位或催化部位。调控部位：活性中心以外的部位，可以与底物或其它分子结合，起激活或抑制作用，调节酶促反应的速率和方向。1.酶的结构有何特点呢？诱导—镶嵌模型A底物接近酶时B底物进入酶的活性中心调控部位？酶活性部位的特点（1）活性部位只有少数几个氨基酸残基组成，如组氨酸、丝氨酸、天冬氨酸等；（2）酶的活性部位是一个三维实体；（3）酶的活性部位与底物的构象是动态互补的，这个过程成为诱导契合(Induced-fit)；（4）活性部位位于酶表面的裂缝内；（5）底物通过次级键结合到酶上；（6）酶的活性部位具有柔性或可运动性。2.如何测定酶的活性中心？（1）化学修饰法；（2）动力学参数测定法：如RNase；（3）X-射线衍射法：如溶菌酶的催化基团为Glu35和Asp52，糜蛋白酶活性部位由Ser195,His57,Asp102组成；（4）基因定点突变(site-directedmutagenesis)：如胰蛋白酶的Asp102诱变为Asn102,突变株活性比野生型降低5000倍。化学修饰法二异丙基氟磷酸（DFP）能与酶活性部位的丝氨酸残基专一性地共价结合，表明丝氨酸残基在酶活性中心具有重要的意义；蛋白水解酶活性部位的共同序列为：Gly-Asp-Ser-Gly-Gly-Pro;用胰凝乳蛋白酶的底物类似物对甲苯磺酰-L-苯丙氨酰氯甲基酮（TPCK）作亲和试剂，发现组氨酸残基是该酶活性部位的一个氨基酸残基。二、酶催化反应的独特性(1)两类酶反应：一类涉及到电子转移；另一类涉及到电子和质子及其它基团的转移；(2)活性部位的氨基酸残基侧链上的功能基团和辅酶或辅助因子是酶催化作用的媒介；(3)酶催化反应的最适pH范围通常是狭小的；(4)酶的活性部位通常只比底物稍大一些，其它部分起稳定活性部位的作用；(5)酶的复杂结构为复杂的多底物反应提供了保障。三、影响酶催化效率的因素(1)邻近效应(Approximation,Proximity)(2)定向效应(Orientation)1.邻近效应与定向效应