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正文內(nèi)容

酶蛋白的結(jié)構(gòu)與功能(編輯修改稿)

2025-06-22 22:01 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 013倍。例如,在相同的條件下 , 過氧化氫酶要比鐵離子催化 H2O2的分解效率高 1011倍。 例一: 過氧化氫酶 2H2O2 2H2O + O2 鐵離子 過氧化氫酶比鐵離子的催化效率高 1011倍。 例二: 淀粉 糊精 麥芽糖 葡萄糖 ? 體內(nèi): 唾液淀粉酶 ? 體外:強(qiáng)酸(煮沸 15分鐘) ( specificity) 對(duì)底物,反應(yīng)類型有高度的選擇性。 1)絕對(duì)專一性 2)相對(duì)專一性 3)立體異構(gòu)專一性 O CN H2N H2+ H2O 2 N H 3 + C O 2尿 素脲 酶O CN HN H2+ H2O甲 基 尿 素C H3脲 酶1) 絕對(duì)特異性 (absolute specificity) 一種酶只作用于一種底物,發(fā)生一定的反應(yīng),并產(chǎn)生特定的產(chǎn)物,稱為絕對(duì)專一性 (absolute specificity)。如脲酶(urease),只能催化尿素水解成 NH3和 CO2,而不能催化甲基尿素的水解反應(yīng)。 2)相對(duì)特異性 (relative specificity) 一種酶可作用于一類化合物或一種化學(xué)鍵,這種不太嚴(yán)格的專一性稱為相對(duì)專一性 (relative specificity)。如脂肪酶不僅水解脂肪,也能水解簡(jiǎn)單的酯類;磷酸酯酶對(duì)一般的磷酸酯的水解反應(yīng)都有作用。 3)立體異構(gòu)特異性 (stereo specificity) 一些酶僅能催化一種立體異構(gòu)體進(jìn)行反應(yīng),或其催化的結(jié)果只產(chǎn)生一種立體異構(gòu)體,酶對(duì)立體異構(gòu)物的選擇性稱為立體異構(gòu)特異性。 例如: 延胡索酸 + H2O ======== 蘋果酸 (反丁稀二酸) 順丁稀二酸 + H2O ======== 延胡索酸酶 高效性和專一性的生物學(xué)意義: 1. 高效性 大大加快了反應(yīng)的進(jìn)行。使代謝的速度適合于動(dòng)物生命活動(dòng)的需要。 (量少作用大 ) 2. 酶的高度專一性 避免了許多副產(chǎn)物的產(chǎn)生,避免了化學(xué)反應(yīng)的多樣性,使代謝能按一定的方向有序進(jìn)行。 3. 酶的不穩(wěn)定性。 酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì),任何使蛋白質(zhì)變性的理化因素,都可使酶的活性降低或喪失。 4. 酶在溫和條件下發(fā)揮催化作用。 5. 酶活性的可調(diào)節(jié)性。 酶和體內(nèi)其他物質(zhì)一樣,在不斷地進(jìn)行新陳代謝,其催化活性和含量也受多方面的調(diào)控。 ① 調(diào)節(jié)酶的濃度 : 主要有 2種方式: 1) 誘導(dǎo)或抑制酶的合成; 2)調(diào)節(jié)酶的降解。 ② 通過激素調(diào)節(jié)酶活性: 激素與膜或胞內(nèi)受體結(jié)合,引起一系列生物學(xué)效應(yīng),以此來調(diào)節(jié)酶活性。有些酶的專一性由激素調(diào)控,如乳腺合成乳糖。 ③ 反饋抑制調(diào)節(jié)酶活性: 反應(yīng)終產(chǎn)物反過來抑制酶的活性。 酶活性的調(diào)節(jié)方式: ④ 抑制劑和激活劑對(duì)酶活性的調(diào)節(jié): 酶受大分子抑制劑或小分子物質(zhì)抑制,從而影響酶的活性。 ⑤其他調(diào)節(jié)方式: 通過別構(gòu)調(diào)控、酶原的激活、酶的可逆共價(jià)修飾和同工酶來調(diào)節(jié)酶活性。 第二節(jié) 酶的結(jié)構(gòu)與催化功能 一、酶蛋白的結(jié)構(gòu) ( 一)酶蛋白的一級(jí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 組成酶蛋白一級(jí)結(jié)構(gòu)的氨基酸數(shù)目和種類與其來源、催化反應(yīng)的性質(zhì)有關(guān)。 (二 )酶蛋白的高級(jí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1. 二級(jí)結(jié)構(gòu) ( α螺旋、 β折疊、 β轉(zhuǎn)角和無規(guī)則卷曲)中以 β折疊為主。 2. 三級(jí)結(jié)構(gòu) (亞基)是以 β折疊右旋形成的 β桶為骨架, α螺旋圍繞在其周圍或兩側(cè),呈球狀結(jié)構(gòu)。 3. 四級(jí)結(jié)構(gòu): 除少數(shù)單體酶外,大多數(shù)酶是由多個(gè)亞基組成的。亞基間主要靠非共價(jià)鍵連接;亞基的數(shù)目以 2或4居多;亞基相同或不同。在寡聚酶中,每個(gè)亞基一般無活性;在多酶復(fù)合體中,每個(gè)亞基有一個(gè)活性部位,但各自催化不同的生化反應(yīng)。 ( 三)酶活性中心(部位) (active center or site) 在酶分子的表面空隙或裂縫處,能夠與底物結(jié)合并催化其發(fā)生反應(yīng)的區(qū)域,稱為酶的活性中心(部位)。 酶活性中心是由酶蛋白中的少數(shù)氨基酸在空間上相互聚集形成的。 構(gòu)成酶活性中心的基團(tuán)又分為 催化基團(tuán) 和 結(jié)合基團(tuán)。 催化基團(tuán): 酶在催化過程中直接參與電子授受關(guān)系的基團(tuán)。一般由幾個(gè)極性氨基酸組成。決定酶的催化活性。 結(jié)合基團(tuán): 在酶的活性中心直接與底物結(jié)合的基團(tuán)。大多是非極性基團(tuán)。決定酶的底物特異性。 中心外必需基團(tuán): 維持空間結(jié)構(gòu)。 Substrates are bound to enzymes by multiple weak attractions. 二、酶的催化機(jī)理 (一)酶與底物的結(jié)合方式 (專一性機(jī)制) FIG. Lockandkey model of enzyme–substrate binding. In this mode
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