生物化學(xué)第十章酶的作用機(jī)制和酶的調(diào)節(jié)(已修改)
2025-01-28 14:26 本頁(yè)面
【正文】 202217 上海大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 第十章 酶的作用機(jī)制和酶的調(diào)節(jié) 一、酶的活性部位 二、酶催化反應(yīng)的獨(dú)特性質(zhì) 三、影響酶催化效率的有關(guān)因素 四、酶催化反應(yīng)機(jī)制的實(shí)例 五、酶活性的調(diào)節(jié)控制 六、同工酶 202217 上海大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 一、酶的活性部位 活性中心：酶分子中結(jié)合底物并起催化作用的少數(shù)氨基酸殘基 ， 包括底物結(jié)合部位 （ 決定酶的專(zhuān)一性 ） 、 催化部位 （ 決定酶所催化反應(yīng)的性質(zhì) ） 。 頻率最高的活性中心的氨基酸殘基： Ser、 His、 Cys、Tyr、 Asp、 Glu、 Lys。 不需要輔酶的酶：活性中心是酶分子在三維結(jié)構(gòu)上比較靠近的少數(shù)幾個(gè)氨基酸殘基或是這些殘基的某些基團(tuán) 。 需要輔酶的酶：輔酶分子或輔酶分子的某一部分結(jié)構(gòu)往往就是活性中心的組成部分 。 （一）酶活性部位的特點(diǎn) 202217 上海大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 接觸殘基： R R RR R R163 輔助殘基： R R RR16 R165 結(jié)構(gòu)殘基： R R162 、R169 非貢獻(xiàn)殘基：其它 202217 上海大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 酶蛋白 必需殘基 非必需殘基 活性中心 活性中心外 接觸殘基 輔助殘基 結(jié)構(gòu)殘基 結(jié)合殘基 催化基團(tuán) （ 1） 接觸殘基： 結(jié)合基團(tuán) ， 催化基團(tuán) 。 （ 2） 輔助殘基： 不與底物接觸 ， 輔助酶與底物結(jié)合 ， 協(xié)助接觸殘基 。 上述兩類(lèi)殘基構(gòu)成 酶活性中心 。 （ 3） 結(jié)構(gòu)殘基： 維持酶分子三維構(gòu)象 ， 與酶活性相關(guān) ， 但不在酶活性中心范圍內(nèi) ， 屬于酶活性中心以外的必需殘基 。 上述三類(lèi)殘基統(tǒng)稱(chēng)酶的 必需基團(tuán) （ 4） 非貢獻(xiàn)殘基 （ 非必需基團(tuán) ） 可能在免疫 ， 酶活性調(diào)節(jié) ， 運(yùn)輸轉(zhuǎn)移 ， 防止降解等方面起作用 。 202217 上海大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 酶活性部位的特點(diǎn)： （ 1） 活性部位在酶分子的總體中只占相當(dāng)小的部分 ，往往只占整個(gè)酶分子體積的 1%2% ； （ 2） 酶的活性部位是一個(gè)三維實(shí)體 ， 具有三維空間結(jié)構(gòu) 。 活性中心的空間構(gòu)象不是剛性的 ， 在與底物接觸時(shí)表現(xiàn)出一定的柔性和運(yùn)動(dòng)性 。 （ 鄒承魯研究酶變性的工作 ） （ 3） 通過(guò)誘導(dǎo)契合酶和底物結(jié)合； （ 4） 酶的活性部位是位于酶表面的一個(gè)裂隙內(nèi) ， 裂隙內(nèi)是一個(gè)相當(dāng)疏水的環(huán)境 ， 從而有利于同底物的結(jié)合 ； （ 5） 底物通過(guò)次級(jí)鍵較弱的力結(jié)合到酶上 。 202217 上海大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 （二）研究酶活性部位的方法 （ 1） 通過(guò)酶的專(zhuān)一性： 研究酶的專(zhuān)一性底物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 、 酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等 。 （ 2） 酶的化學(xué)修飾法： 例如 共價(jià)修飾的試劑 作用于酶 ， 查明保持酶活力的必需基團(tuán)； （ 合成底物類(lèi)似物 ） ； 3.— SH保護(hù)劑的使用 。 （ 3） X射線晶體衍射法 （ 4） 分子生物學(xué)的方法 202217 上海大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 二、酶催化反應(yīng)的獨(dú)特性質(zhì) （ 1） 酶反應(yīng)分為兩類(lèi)：僅涉及 電子轉(zhuǎn)移 和涉及 電子和質(zhì)子兩者或者其他基團(tuán)的轉(zhuǎn)移 。 （ 2） 催化作用是以氨基酸側(cè)鏈上的功能基團(tuán)和輔酶為媒介 。 （ 3） 酶催化反應(yīng)的最適 pH范圍通常狹小 。 （ 4） 酶分子很大 ， 而活性部位通常只比底物稍大一些 ，一個(gè)巨大的酶結(jié)構(gòu)對(duì)穩(wěn)定活性部位的構(gòu)象是必要的 。 （ 5） 酶具有復(fù)雜的折疊結(jié)構(gòu) 。 202217 上海大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 三、影響酶催化效率的有關(guān)因素 （一）底物和酶的 鄰近效應(yīng)與定向效應(yīng) 鄰近效應(yīng)： 酶與底物形成中間復(fù)合物后使底物之間 、 酶的催化基團(tuán)與底物之間相互靠近 ， 提高了反應(yīng)基團(tuán)的有效濃度 。 定向效應(yīng)： 由于酶的構(gòu)象作用 ， 底物的反應(yīng)基團(tuán)之間 、酶與底物的反應(yīng)
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