最新第十章 酶的催化作用机制和酶的调节课件ppt.ppt

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1、第十章酶的催化作用机制和酶的调节酶分子中促使底物发生化学变化的部位称为催化部位。通常将酶的结合部位和催化部位总称为酶的活性部位或活性中心。结合部位决定酶的专一性，催化部位决定酶所催化反应的性质。2．催化部位catalyticsite（1）活性部位酶占总体很小部分：1-2%（2）酶活性部位是一个三维实体（3）酶活性部位与底物通过诱导契合后结合（4）酶活性部位是其表面一个裂缝，内部非极性基团较多，是一疏水区域（5）底物通过非共价与酶结合（6）活性部位具有柔性或可运动性酶活性部位的共同特点著名生物化学家、中科院院士——邹承鲁邹承

2、鲁：我的学生差不多都退休了。学生：就先生还在这干。我们也快退休了，但是老先生还得干。邹承鲁：我是退休嫌闷得慌。学生：其实搞科学的就是这样，他也不求什么，就求一个能干自己想干的事的环境。邹承鲁(1923年5月17日—)，出生于山东青岛，祖籍江苏无锡。生物化学家。1980年当选为中国科学院学部委员(院士)。1946年，赴英国剑桥大学。研究生期间，他在国际上最早用蛋白水解酶部分水解方法研究蛋白质结构与功能的关系，单独署名的论文在英国《自然》杂志发表。1951年，邹承鲁获英国剑桥大学生物化学博士学位。1958年，他参加发起人工合成胰

3、岛素工作，并负责胰岛素A和B链的拆合。邹承鲁等用自己创立的动力学方法比较研究了各种不同类型的酶在变性过程中构象和活力变化的关系，得到活性丧失先于构象变化的结果，据此提出了酶活性部位柔性的假说。酶催化作用的本质是酶的活性中心与底物分子通过短程非共价力(如氢键,离子键和疏水键等)的作用，形成E-S反应中间物。其结果使底物的价键状态发生形变或极化，起到激活底物分子和降低过渡态活化能作用。酶催化作用的本质三、影响酶催化效率的有关因素酶是专一性强，催化效率很高的生物催化剂，这是由酶分子的特殊结构决定的。多种因素可以使酶催化的反应加速：

4、*二、酶催化反应的独特性质（自学，以增对酶催化作用所理解）邻近效应：酶与底物形成复合物后，使底物和底物之间（对多底物反应而言），酶的催化基团与底物之间结合于同一分子使反应有效浓度大提高，有利于提高反应速率大增加。定向效应：反应物的反应基团之间和酶的催化基团与底物的反应基团之间正确取位，使底物分子中参与反应的基团相互接近，并被严格定定位，使酶促反应具有高效率和专一性特点。（例如：P389邻苯丙酸内酯形成的反应）1、底物和酶的邻近效应和定向效应例：邻近效应以乙酸对硝基苯酯以咪唑作为酶催化的水解反应为例，若将咪唑连到其上，则反应加

5、快24倍2、底物形变和诱导契合该学说认为酶表面并没有一种与底物互补的固定形状，而只是由于底物的诱导才形成了互补形状，同时底物了发生形变，接近其过渡态，降低了反应活化能，使反应易于发生.形变的机制：与酶结合，底物分子内敏感键中电子云密度增高或降低，使敏感键更敏感，从而底物分子形变。指通过瞬时的向反应物提供质子或从反应物接受质子以稳定过渡态，加速反应的催化机制。酸-碱催化可分为狭义的酸-碱催化和广义的酸-碱催化。酶参与的酸-碱催化反应一般都是广义的酸－碱催化方式。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

6、子的作用，达到降低反应活化能的过程。3、酸碱催化广义酸基团广义碱基团（质子供体）（质子受体）酶分子中可以作为广义酸、碱的基团His是酶的酸碱催化作用中最活泼的一个催化功能团。4、共价催化基本原理：又称亲核催化或亲电子催化，催化时，酶分子上亲核基团或亲电子基团分别放出电子或汲取电子并作用于底物的缺电子或富电子中心，迅速形成不稳定的共价中间复合物，降低反应活化能，使反应加速。酶上常见的亲核基团：Ser的羟基，Cys的巯基，His的咪唑基。底物上亲电基团：磷酰基，酰基，糖基。——P392实例5、金属离子催化作用*根据金属离子与酶蛋

7、白结合程度，可分为两类：金属酶和金属—激活酶。（1）金属酶：酶蛋白与金属离子结合紧密。如Fe2+/Fe3+、Cu+/Cu3、Zn2+、Mn2+、Co2等过渡态离子。（2）金属—激活酶：金属离子与酶的结合一般较松散。在溶液中，酶与这类离子结合而被激活。如Na+、K+、Mg2+、Ca2+等。以3种主要途径参加催化过程：（1）通过结合底物为反应定向（2）通过可逆改变金属离子氧化态调节氧化还原反应许多氧化-还原酶中都含有铜或铁离子，它们作为酶的辅助因子起着传递电子的功能。Fe3+eFe2+Cu2+eCu+（3）通过静电稳定或屏

8、蔽负电荷电荷屏蔽作用是酶中金属离子的一个重要功能。如：Mg2+－ATP复合物。6、多元催化和协同效应酶的活性中心部位，一般都含有多个起催化作用的基团，这些基团配合在一起作用如胰凝乳蛋白酶通过Asp102、His57和Ser195组成的电荷中继网催化肽键水解。7、活性部位微环境影响酶的活性中