酶學與酶工程第二章學生(已修改)
2025-06-07 22:00 本頁面
【正文】 College of Life Sciences 第二章 酶學基礎 1 College of Life Sciences 第一節(jié) 酶的結構與功能 ?一、酶的活性中心 (active center，active site) ? （一）活性中心和必需基團 ? 與酶活性顯示有關的，具有結合和催化底物形成產物的空間區(qū)域，叫 酶的活性中心 ，又叫 活性部位 。 ? 活性中心可分為 結合部位 和 催化部位 。 結合部位決定酶的專一性， 催化部位決定酶所催化反應的性質。 2 College of Life Sciences 活性中心外的必需基團 催化部位 結合部位 必需基團 活性中心 活性中心外的必需基團與維持整個酶分子的空間構象有關 3 College of Life Sciences 注意： （ 1）活性中心是一個 三維實體。 （ 2）是有一些一級結構上可能相距較遠的 氨基酸側鏈基團 組成，有的還包含輔酶或輔基的某一部分基團。 （ 3）在酶分子表面 呈裂縫狀 。 （ 4）酶活性中心的催化位點和結合位點可以不止一個。 （ 5）酶活性中心的基團都是必需基團，但必需基團還包括活性中心以外的基團。 木瓜蛋白酶活性中心氨基酸殘基 4 College of Life Sciences ?酶分子中的氨基酸殘基或其側鏈基團可以分為四類 ? 1．接觸殘基 ? 2．輔助殘基 ? 3．結構殘基 ? 4．非貢獻殘基 5 College of Life Sciences ? （二）酶活性中心中的化學基團的鑒別 ? 1．非特異性共價修飾： ? 某些化學試劑能使蛋白質中氨基酸殘基的側鏈基團反應引起共價結合、氧化或還原修飾反應，使基團結構和性質發(fā)生變化。 ? 如果某基團修飾后不引起酶活力的變化，就可初步認為此基團可能是非必需基團；反之，如修飾后引起酶活力的降低或喪失，則此基團可能是酶的必需基團。 6 College of Life Sciences ? 2．親和標記 ? 共價修飾劑是底物的類似物，可專一性地引入酶的活性中心，并具有活潑的化學基團 (如鹵素 )，可與活性中心的基團形成穩(wěn)定的共價鍵。因其作用機制是利用酶對底物類似物的親和性而將酶共價標記的，故稱為親和標記。 7 College of Life Sciences ? 3．差別標記 ? 在過量底物或可逆抑制劑遮蔽活性中心的情況下，加入共價修飾劑，使后者只修飾活性中心以外的有關基團；然后去除底物或可逆抑制劑，暴露活性中心，再用同位素標記的向一修飾劑作用于活性中心的同類基團；將酶水解后分離帶有同位素的氯基酸，即可確定該氨基酸參與活性中心。 8 College of Life Sciences ? 4．蛋白質工程 ? 這是研究酶必需基閉和活性中心的最先進方法，即將酶蛋白相應的互補 DNA(cDNA)定點突變，此突變的 cDNA表達出只有一個或幾個氨基酸被置換的酶蛋白，再測定其活性，可以知道被置換的氨基酸是否為活力所必需。 ? 優(yōu)點： 9 College of Life Sciences ? 優(yōu)點： ? 改變酶蛋白中任一氨基酸而不影響其他同類殘基 ? 改變疏水殘基，使其轉變成親水或另一疏水殘基 ? 同時改變活性中心內外的幾個氨基酸 ? 個或多個氨基酸的缺乏或插入 ? 改變酶蛋白的磷酸化位點或糖化位點 ? 不致引起立體障礙 10 College of Life Sciences ? (三 ) 組成活性中心的重要化學基團 ? 絲氨酸、組氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、色氨酸、天冬氨酸、谷氨酸和賴氨酸 11 College of Life Sciences 二、酶的結構和功能的關系 ? （一）酶的一級結構與催化功能的關系 ? 酶的一級結構是酶的基本化學結構，是催化功能的基礎。 12 ? 胰蛋白酶原 （ trypsinogen）的激活 13 College of Life Sciences ?（二）酶的二級和三級結構與催化功能的關系 ? 酶的二級、三級結構是所有酶都必須具備的空間構型。維持酶的活性部位所必須的酶蛋白的二級和三級結構徹底改變，就會使酶遭受破壞而喪失其催化功能，這是蛋白質變性的依據。 ? 1．酶的變性和失活 ? 2．活性中心的撓性 ? 3．酶分子的結構域 14 College of Life Sciences ?（三）酶的四級結構與催化功能的關系 ? 具有四級結構的酶，按其功能可分為兩類，一類與催
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