酶的作用机制 (2).ppt

2、诱导契合学说(Inducedfit)酶表面并没有一种与底物互补的固定形状;酶活性部位的构象是柔韧可变的；底物接近活性中心时，诱导酶蛋白构象发生变化，与底物成互补形状有机的结合而催化反应进行；酶反应过程中，活性中心构象的变化是可逆的。第23页，共49页，星期日，2025年，2月5日四、影响酶催化效率的因素高效率 比非催化高108－1020倍 比非酶催化高107－1013倍Why?第24页，共49页，星期日，2025年，2月5日酶高效催化的策略邻近效应和定向效应诱导契合与底物的形变酸－碱催化共价催化金属离子的催化作用多元催化活性中心微环境的影响第25页，共49页，星期日，2025年，2月5日1、邻近效应和定向效应

酶与底物结合形成中间复合物后，使底物和底物分子（如双分子反应）之间、酶的催化基团与底物之间相互邻近，而使活性部位上底物的有效浓度增加，从而使反应速率大大增加的效应。－－邻近效应定向效应：相互靠近的底物分子之间及底物分子的反应基团与酶的催化基团之间正确的定向取位。第26页，共49页，星期日，2025年，2月5日仅仅是靠近还不够，还需要酶活性中心的催化基团和底物的反应基团在反应中彼此相互严格地定向。只有既靠近又定向，底物分子才能迅速的形成过渡态，加速反应的进行。靠近与定向A.酶的催化基团和底物的反应基团既不靠近，也不定向。B.两个基团靠近，但不定向，还不利于反应进行。C.两个基团既靠近，又定向，有利于反应进行。第27页，共49页，星期日，2025年，2月5日因为酶的特殊结构及功能，通过专一性识别，使参加反应的底物分子结合在酶的活性部位上，由于邻近效应和定向效应使得酶促反应由分子间反应变得近似于分子内反应，极大提高了反应速率。第28页，共49页，星期日，2025年，2月5日“张力”和“形变”底物与酶结合酶分子构象变化底物分子的敏感键

产生“张力”和“形变”敏感键断裂诱导有利于酶催化的高效性机理第29页，共49页，星期日，2025年，2月5日张力学说这是一个形成内酯的反应。当R＝CH3时，其反应速度比R＝H的情况快315倍。由于-CH3体积比较大，与反应基团之间产生一种立体排斥张力，从而使反应基团之间更容易形成稳定的五元环过渡状态。第30页，共49页，星期日，2025年，2月5日2、诱导契合与底物形变酶与底物在诱导契合过程中,酶受底物诱导构象发生变化,同时酶也使底物分子中的敏感键产生“张力”和变形，从而促使底物中的敏感键更易于破裂，发生反应。第31页，共49页，星期日，2025年，2月5日3、酸－碱催化(acidbasecatalysis)广义酸－碱催化是指通过质子酸提供部分质子,或是通过质子碱接受部分质子的作用，达到降低反应活化能的过程。酶活性部位上的某些基团可以作为良好的质子供体或受体，通过瞬时的向底物提供质子或从底物接受质子以稳定过渡态而加速反应的催化机制。第32页，共49页，星期日，2025年，2月5日酶分子中可以作为广义酸、碱的基团咪唑基第33页，共49页，星期日，2025年，2月5日His57,Asp102,Ser195形成催化三联体（catalytictriad)第34页，共49页，星期日，2025年，2月5日4、共价催化（covalentcatalysis）共价催化又称亲核催化或亲电子催化酶的活性基团和底物通过亲核或亲电反应形成反应活性很高的不稳定共价过渡复合物，使反应的活化能大大降低，从而提高反应速度。共价催化的最一般形式:酶的亲核基团对底物中的碳原子进行攻击，形成共价中间物。第35页，共49页，星期日，2025年，2月5日酶中参与共价催化的亲核基团Ser的羟基Cys的巯基Asp的羧基His的咪唑基等某些辅酶，如焦磷酸硫胺素和磷酸吡哆醛等也可以参与共价催化作用。第36页，共49页，星期日，2025年，2月5日胰凝乳蛋白酶chymotrypsin酶催化的高效性机理第37页，共49页，星期日，2025年，2月5日5、金属离子的催化作用金属离子通过3种主要途径参与催化过程：1）通过结合底物为反应定向2）通过可逆的改变金属离子的价数介导氧化还原反应（许多氧化-还原酶含有铜或铁离子，作为酶的辅助因子起着传递电子的功能。）3）屏蔽底物或酶活性中心的负电荷第38页，共49页，星期日，2025年，2月5日肌红蛋白活性中心Fe2+的作用第39页，共49页，星期日，2025年，2月5日羧肽