【正文】 能。如果酶活性部位功能團按最適原則與底物形成各種弱相互作用，那么酶顯然不能同其他底物作用。（2）過渡態(tài)穩(wěn)定說一般而言，酶與底物的最適相互作用只發(fā)生在過渡態(tài)，專一性取決于酶結(jié)合的過渡態(tài)的穩(wěn)定性。以下是關(guān)于酶的專一性的解釋（1）誘導楔合假說為了解釋酶能催化正反方向的反應，１９６４年Ｋｏｓｈｌａｎｄ提出“誘導楔合”假說（ｉｎｄｕｃｅｄｆｉｔ ｈｙｐｏｔｈｅｓｉｓ），即當酶分子與底物分子接近時，酶蛋白受底物分子誘導，其構(gòu)象發(fā)生有利于底物結(jié)合的變化，酶與底物在此基礎(chǔ)上互補楔合進行反應。此外許多酶有非蛋白質(zhì)組分，它們位于或靠近于活性部位，參與結(jié)合底物或催化，這樣的組分被稱為輔酶或輔基，其中輔基特指與酶的蛋白質(zhì)部分以共價鍵結(jié)合的非蛋白質(zhì)組分（）。比活指每mg酶蛋白所有的總活力。C，最適pH）每分鐘催化1umol/L底物發(fā)生轉(zhuǎn)變所需的酶量。用酶的活力單位計量酶的活力時，酶的活力單位定義為給定條件下酶催化的反應達到某速度水平所需的酶量。 B6合成酶類一切必須與ATP分解相偶聯(lián)，并由兩種物質(zhì)合成為一種物質(zhì)的反應X + Y + ATP 171。 AOH + BH4裂合酶類 從底物上移去一個基團留下雙鍵的反應ABC 171。 A + B2H2轉(zhuǎn)移酶類功能基團的轉(zhuǎn)移反應AB + C 171。系統(tǒng)編號的第一個數(shù)字表示酶屬于六大類中的某類（表51 酶的主要分類）。 酶的表征1．酶的分類與命名所有的酶都可以按照其催化的反應來表征，這正是國際理論和應用化學聯(lián)合會（IUPAC）的酶學委員會制定的酶分類系統(tǒng)命名的依據(jù)。1982年，Cech發(fā)現(xiàn)rRNA催化RNA水解，出現(xiàn)“Ribozyme”（核酶）名詞。生物化學反應基本上都是酶催化的。通量大。文庫篩選法。這些蛋白質(zhì)能與GroEL相互作用的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)特征是？用蛋白質(zhì)組學方法研究酵母核孔復合體的結(jié)構(gòu)（Rout）鑒定完整的酵母核孔復合體所有能檢測到的多肽對全部多肽定位并定量（免疫電鏡）構(gòu)造酵母核孔復合體用蛋白質(zhì)組學研究線蟲生殖器發(fā)育（Walhout）（根據(jù)兩個蛋白質(zhì)相互作用，那么它們一般參與相同或相關(guān)的細胞活動）用27個與線蟲發(fā)育的蛋白質(zhì)構(gòu)造酵母雙雜交系統(tǒng)建立與線蟲生殖發(fā)育相關(guān)的蛋白質(zhì)相互作用圖譜研究酵母近6000個蛋白質(zhì)之間相互作用（Nature，2002）列陣篩選法（array screening）：6000個不同的酵母單克隆排列在微滴定板上，雜交，通過報道基因的表達鑒定存在相互作用的蛋白質(zhì)。用蛋白質(zhì)組學方法研究蛋白質(zhì)折疊（Houry，1999年11月《Nature》）。根據(jù)氨基酸序列預測，例如統(tǒng)計學方法 ：統(tǒng)計出各殘基或二肽、三肢片段在有序結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的頻率，用以計算預測其形成二級結(jié)構(gòu)的可能性 4．1．4 蛋白質(zhì)組學以細胞或組織的全部蛋白質(zhì)（蛋白質(zhì)組）或與一個特定的生物學機制相關(guān)的全部蛋白質(zhì)（功能蛋白質(zhì)組）的變化規(guī)律為基礎(chǔ)研究生命現(xiàn)象的學科稱為蛋白質(zhì)組學。它可以確切地測定二級結(jié)構(gòu)的種類，段數(shù)和位置。這種吸收叫共振吸收，即核磁共振。 ② 核磁共振(NMR)：有自旋的原子核(如：H，C等)在外加磁場中，具有等距離的核磁能級共21+1個(其中1個代表原子核的自旋量子數(shù))；相鄰兩能級之間的能量之差都是Ao。 X線衍射分析需要單晶制品。當單色的X線射到晶體上時，晶體各原子的電子在射線作用下強迫振動，產(chǎn)生次波。常用的凝膠類型是葡聚糖，商品名為Sephadex，蛋白質(zhì)依據(jù)大小不同，或不能擴散進入凝膠顆粒內(nèi)部，而被排阻洗脫下來，或擴散進入不同孔隙的凝膠顆粒內(nèi)，隨洗脫體積增加而依次被洗脫下來。常用的電泳支持物是濾紙或聚丙烯酰胺凝膠，聚丙烯酰胺凝膠兼有分子篩效應，因此聚丙烯酰胺凝膠電泳也可以用于蛋白質(zhì)的分子量測定。 （3）分子量 2．可溶性蛋白質(zhì)分離純化的一般原理根據(jù)分子量：如沉降速度法離心根據(jù)密度：沉降平衡法離心根據(jù)電荷和分子量：電泳。（2）溶解度保持蛋白質(zhì)溶解的因素：分子表面電荷和水化層引起的分子間斥力。4．1．3 蛋白質(zhì)的分離、純化與鑒定主要針對可溶性天然球蛋白1．蛋白質(zhì)的性質(zhì)（1）酸堿性 蛋白質(zhì)的等電點：使蛋白質(zhì)的凈電荷為零的pH。3）對蛋白酶水解感受性的增加，蛋白質(zhì)變性后，蛋白酶對其消化的速度，比天然蛋白質(zhì)快很多倍，因此，蛋白酶對天然蛋白質(zhì)消化過程的第一步有可能就是變性反應。常見的物理、化學性質(zhì)變化包括：1）化學基團的暴露，原來埋藏在內(nèi)部的基團向外暴露，而成為化學可親性基團。每一種只運載一種不同的“貨物”。Kinesin向著微管加長方向運動，dynein向著微管縮短方向運動。（2））動蛋白（kinesins）和動力蛋白（dyneins）的快運輸機制它們都是馬達蛋白（motor proteins），是由ATP驅(qū)動的分子引擎，可以和細胞器或小泡聯(lián)接，拖動它們沿著微管軌道以1um/s的速度移動。由于與ATP水解偶聯(lián)，肌球蛋白頭部的構(gòu)象變化使肌球蛋白不斷地與一個肌動蛋白亞基解離，又與另一個結(jié)合。構(gòu)成微管的微管蛋白（tubulin）有兩種高度同源的肽鏈——a微管蛋白和b微管蛋白（Mr=50 000），由它們組成的異二聚體作為原體按螺旋化螺旋方式聚合成微管，如將異二聚體頭尾相連的桿狀聚合體稱為原絲，則每一個微管含有13個原絲。有3種蛋白質(zhì)絲——微絲（7nm）、微管（25nm）和中等纖維（10nm），構(gòu)成微絲的肌動蛋白(actin) 廣泛分布于真核細胞中，是細胞含量最豐富的蛋白質(zhì)（1/10細胞總蛋白）。絲心蛋白中，甘氨酸在反平行b折疊片平面一側(cè)，絲氨酸和丙氨酸在平面另一側(cè)，反平行b折疊片彼此按甘氨酸甘氨酸，丙氨酸（絲氨酸）丙氨酸（絲氨酸）平行堆積成多層結(jié)構(gòu)，鏈間以氫鍵維系，層間以范德華力維系，這種有序的結(jié)構(gòu)使絲纖維具有很高的抗張強度和柔軟的特性。②b角蛋白：具有典型的b折疊構(gòu)像的蛋白質(zhì)。因此具有較少二硫鍵的毛發(fā)可以在濕熱條件下伸展為b構(gòu)像，而在冷卻干燥時自發(fā)恢復為原狀。角蛋白 構(gòu)成動物皮膚與皮膚衍生物的蛋白質(zhì)，①a角蛋白：具有典型的a螺旋構(gòu)像的角蛋白，以aa組合作為原體（原纖維，直徑2nm）聚合成微纖維（直徑8nm），并進一步聚合。富含非極性氨基酸，并特征地含有鎖鏈素——一種賴氨酸衍生物（由三個醛賴氨酸與一個賴氨酸聚合的雜環(huán)化合物），從而能組織成高度交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。彈性蛋白 細胞基質(zhì)中另一種主要的結(jié)構(gòu)蛋白。膠原纖維的肽鏈間存在共價交聯(lián)。膠原蛋白作為聚合單位（原膠原）進一步聚合成膠原纖維。膠原蛋白由3條肽鏈組成，富含哺氨酸和甘氨酸，并特殊地含有羥哺氨酸和羥賴氨酸，每個單獨肽鏈稱為前膠原。各種非共價鍵和二硫鍵使裝配的產(chǎn)物——超分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。由相同原體進行的聚合其方式有螺旋化螺旋、平移等，聚合產(chǎn)物隨聚合方式不同而有不同的對稱性，例如旋轉(zhuǎn)對稱。 HbA和HbS的構(gòu)像的不同：b6Glu位于HbA的表面，b6Val使HbS分子自發(fā)聚合成線形超分子，產(chǎn)生纖維狀沉淀，壓迫紅細胞變形。），并降低血紅蛋白對氧的親和力。BPG對血紅蛋白結(jié)合氧的影響：BPG帶多個負電荷，能結(jié)合在脫氧血紅蛋白的中央腔（b鏈His143的正電荷有利于結(jié)合BPG。機理：脫氧血紅蛋白某些質(zhì)子結(jié)合位點（如b146位的組氨酸）對質(zhì)子的親合性比起氧合狀態(tài)時更高，因此高濃度的質(zhì)子有利于血紅蛋白以脫氧形式存在。別構(gòu)效應劑與影響結(jié)合的配基可以相同，如血紅蛋白中氧的協(xié)同結(jié)合，也可以不同，如2，3二磷酸甘油酸（BPG）對血紅蛋白結(jié)合氧的影響。 （2）血紅蛋白的別構(gòu)效應（Allosteric Effects ）——蛋白質(zhì)亞基間的作用對其功能的影響別構(gòu)效應：一個配基（ligand）與蛋白質(zhì)結(jié)合影響該蛋白質(zhì)的其余結(jié)合位點與其配基的親合性。協(xié)同結(jié)合使血紅蛋白對組織與肺中氧氣濃度的細小差別更敏感，在肺或鰓中血紅蛋白幾乎全部被氧飽和；在組織毛細血管中氧幾乎全部釋放。血紅蛋白的S形氧合曲線也表明其亞基間有協(xié)同效應。4．1．2 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能1．肌紅蛋白和血紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能（1）血紅蛋白和肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能的比較相同：血紅蛋白亞基與肌紅蛋白有相似的三級結(jié)構(gòu)（含八個a一螺旋片斷和鐵卟啉，F(xiàn)e(II)配位幾何相似），表明有相似的氧結(jié)合機理。但是核糖核酸酶完成折疊的時間約為1min。（3）折疊不是一個完全隨機的過程。（2）蛋白質(zhì)折疊是熱力學有利的過程，即蛋白質(zhì)折疊朝向自由能最小的方向。Anfinsen實驗——用2巰基乙醇把胰核糖核酸酶中的4對二硫鍵切斷，然后再加入8m01／L尿素使肽鏈展開，失去活性。穩(wěn)定蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)的作用力是肽鏈間的非共價鍵，主要是疏水作用，其次是氫鍵和鹽鍵。寡聚蛋白是相同或不同的多肽鏈相互作用形成的蛋白質(zhì)，其每個多肽鏈稱為該蛋白質(zhì)的亞基。二硫鍵（SS）：蛋白質(zhì)分子中的2個半胱氨酸的巰基氧化形成的共價鍵。鹽鍵（靜電作用）：蛋白質(zhì)中帶有相反電荷的側(cè)鏈間形成的鍵。其中，極性基團之間偶極間的作用力為取向力，極性集團和誘導偶極間的作用力為誘導力，瞬間偶極間的相互作用為色散力。范德華力：比離子鍵和氫鍵都弱的分子間非專一性的相互作用。 結(jié)構(gòu)域作為蛋白質(zhì)的折疊單位、結(jié)構(gòu)單位、功能單位和遺傳單位結(jié)構(gòu)域的類型有全平行a螺旋式，平行或混合型b折疊片式，反平行b折疊片式，富含金屬或二硫鍵式。結(jié)構(gòu)域之間在空間結(jié)構(gòu)上相對獨立，每個結(jié)構(gòu)域均具備小的球蛋白的性質(zhì)。對于球蛋白而言，一個蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)可以看作是該蛋白質(zhì)的不同的二級結(jié)構(gòu)部分在三維空間的折疊組合，它使本來在一級結(jié)構(gòu)上相距很遠的氨基酸殘基聚集在一起，形成穩(wěn)定的構(gòu)像。bbb有兩種樣式：b曲折和回形拓撲結(jié)構(gòu)（希臘鑰匙）。②模體（motifs）： 指肽鏈折疊中形成的二級結(jié)構(gòu)組合方式，有三種基本組合形式：aa、bab、 bbb， 其中aa是兩股或三股右手a螺旋彼此纏繞而成的左手超螺旋（superhelix），重復距離14nm，見于a角蛋白，肌球蛋白、原肌球蛋白(protomyosin)和纖維蛋白原（fibrinogen）等。），是螺旋的不穩(wěn)定因素。甘氨酸，側(cè)鏈基團是H原子，由于不能象其他側(cè)鏈基團那樣制約二面角（a螺旋：f= 60176。其中a螺旋的所有肽鍵參與形成鏈內(nèi)氫鍵，即任一肽鍵的C=O與其后第四個肽鍵的一NH間形成氫鍵； b折疊的相鄰肽段主鏈上的所有一NH和C=O之間形成鏈間氫鍵。由于引起側(cè)鏈原子間的碰撞，產(chǎn)生位阻，是不允許的構(gòu)像，拉氏構(gòu)像圖（Ramachandran Plot）展示了二面角f和j的組合與允許構(gòu)像（不存在位阻）或不允許構(gòu)像（存在位阻）間的關(guān)系。規(guī)定與一個Ca相連的兩個肽鍵處在同一平面時（順式）的f= 0176。~177。180176。其中f，繞Ca1—C旋轉(zhuǎn)，0176。已經(jīng)確定的有規(guī)則重復的二級結(jié)構(gòu)是a螺旋和b折疊?？梢杂弥麈湹碾逆I平面和二面角f和j描述二級結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)(見蛋白質(zhì)的序列)蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)指蛋白質(zhì)多肽鏈主鏈的折疊方式。3．蛋白質(zhì)的構(gòu)像指蛋白質(zhì)的所有原子在三維空間（x、y、z）的位置，即蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)。具有序列同源性的蛋白質(zhì)稱為同源蛋白質(zhì)，同源蛋白共有的相似序列稱為共義序列。蛋白質(zhì)分子量范圍：5~6000—106 ~ 107（dalton） 2． 蛋白質(zhì)的序列指多肽鏈中氨基酸殘基的排列順序，也稱為蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)?；驹兀篊、H、O、N、S等，平均含氮量（16%）構(gòu)件分子：20種基本氨基酸。第4章 蛋 白 質(zhì)（protein）由a一氨基酸以肽鍵（CO—NH—）連結(jié)成的多肽鏈可折疊成具有特定的空間結(jié)構(gòu)和生物學功能的蛋白質(zhì)。3．1．4 氨基酸序列分析根據(jù)完全水解所獲得的氨基酸組成知識，按照一套預先設計好的策略，對多肽進行部分水解、末端測定、短序列分離分析和完全水解等，可以解析出蛋白質(zhì)多肽鏈的完整的氨基酸序列。3．肽的生物學功能蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)成分，稱為蛋白質(zhì)多肽。肽的解離：寡肽的解離行為與端基團和所有的可解離R基團有關(guān)。特異水解：在生理溫度和生理pH下，由蛋白酶或肽酶催化的水解，其特點是在特定部位使肽鍵斷裂，產(chǎn)生肽段混合物。部分氨基酸可能被破壞。2．肽的性質(zhì)（1）肽的水解非特異水解：H+、OH催化下的水解屬于非特異水解。（CN）（C=N）之間，反式，鍵能為75kJ/mol。如L鳥氨酸。R基的親/疏水性影響氨基酸的溶解性分配定律和分配系數(shù)： 一定溫度下，一種溶質(zhì)在互不相溶的溶劑中的濃度正比于其在兩相中的溶解度 a=C1/C2基本氨基酸的可解離基團與氨基酸的解離可解離基團：a氨基、a羧基和可解離R基團HandersonHassalbach公式： pH=pK+log[質(zhì)子受體]/[質(zhì)子供體]氨基酸的解離曲線——丙氨酸的解離曲線氨基酸的等電點：使氨基酸兼性離子的凈電荷為零的環(huán)境pH稱為該氨基酸的等電點，記為pI，此時氨基酸解離為正負離子的趨勢是相同的?；景被岬姆诸惏凑誖基的疏水性或親水性及其在pH7水溶液中的解離性質(zhì)將基本氨基酸分為4類：非極性氨基酸：8種（丙、纈、亮、異亮、哺、苯丙、色、甲硫）；極性的R基不帶電荷的氨基酸：7種（甘、絲、蘇、半胱、酪、谷氨酰胺、天冬酰胺）；R基帶正電荷的氨基酸（堿性氨基酸）：3種（賴、精、組）；R基帶負電荷的氨基酸（酸性氨基酸）：2種（谷、天冬）基本氨基酸的性質(zhì)（1）旋光性（2）R基團的光吸收性質(zhì)R基團含有苯環(huán)的氨基酸（芳香氨基酸）在紫外區(qū)有特征性的光吸收。 （2）膜蛋白的生物學功能：多樣，如作為受體、酶、載體等第 3 章 氨基酸和肽（amino acids and peptides）3．1 學習要點3．1．1 基本氨基酸（essential amino acids）構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸稱為基本氨基酸或標準氨基酸（standard amino acids）（表31）基本氨基酸的結(jié)構(gòu)特征基本氨基酸的結(jié)構(gòu)通式（圖3）除甘氨酸外，其Ca均為L構(gòu)型。與鄰近膜蛋白聯(lián)合形成大的復合物（碎片“patch”） 如乙酰膽堿受體錨著到內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，防止