酶活性调节.ppt
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1、酶作用机制和酶活性的别构调节酶作用机制和酶活性的别构调节 一、一、酶的活性部位(酶的活性部位(active siteactive site)1 1、活性部位的概念、活性部位的概念v酶的必需基团酶的必需基团(essential group):(essential group):与酶活性有关的基团与酶活性有关的基团v酶的活性部位酶的活性部位(active center):(active center):由必需基团构成的与酶催化活性有关的由必需基团构成的与酶催化活性有关的特定区域。特定区域。酶酶分分子子非必需基团非必需基团必需基团必需基团活性中心活性中心必需基团必需基团活性中心外活性中心外必需基团必
2、需基团结合基团结合基团催化基团催化基团非活性中心非活性中心活活性性中中心心2、酶活性中心的特点:酶活性中心的特点:1)活活性性部部位位在在酶酶分分子子的的总总体体中中占占很很小小一一部部分分,通通常常只只占占整整个个酶分子体积的酶分子体积的12。2)酶的活性部位是一个三维实体。)酶的活性部位是一个三维实体。3)酶酶和和底底物物在在结结合合过过程程中中构构象象(之之一一或或同同时时)发发生生变变化化,促促进结合。进结合。4)底物通过次级键与酶结合。)底物通过次级键与酶结合。5)酶的活性部位位于酶分子的裂缝内(疏水区域)。)酶的活性部位位于酶分子的裂缝内(疏水区域)。1 1、酸碱催化酸碱催化酶酶分
3、分子子的的一一些些功功能能基基团团起起瞬瞬时时质质子子供供体体或或质质子子受受体体的的作作用用。分为狭义的酸碱催化和广义的酸碱催化。分为狭义的酸碱催化和广义的酸碱催化。酶酶分分子子中中可可作作为为广广义义酸酸碱碱的的功功能能基基团团:氨氨基基、羧羧基基、巯巯基基、酚羟基、咪唑基。酚羟基、咪唑基。影响酸碱催化反应速度的两个因素:影响酸碱催化反应速度的两个因素:酸酸碱碱强强度度(pK值值)。组组氨氨酸酸咪咪唑唑基基的的解解离离常常数数为为6,在在pH6附附近给出质子和结合质子能力相同,是最活泼的催化基团。近给出质子和结合质子能力相同,是最活泼的催化基团。给给出出质质子子或或结结合合质质子子的的速速
4、度度。咪咪唑唑基基最最快快,半半寿寿期期小小于于10-10秒。秒。二、二、影响酶催化效率的有关因素影响酶催化效率的有关因素2、共价催化共价催化酶作为亲核基团或亲电基团,与底物形成一个反应活性很高的酶作为亲核基团或亲电基团,与底物形成一个反应活性很高的共价中间物。共价中间物。酶亲核基团:酶亲核基团:Ser-OH,Cys-SH,His-N:底物亲电中心:磷酰基(底物亲电中心:磷酰基(-P=O),酰基(),酰基(-C=O),糖基(),糖基(Glc-C-)形成共价形成共价ES复合物的某些酶复合物的某些酶.3、活性中心金属离子的催化作用、活性中心金属离子的催化作用酶分类:酶分类:(1)金属酶()金属酶(
5、metalloenzyme):Fe2+、Cu2+、Zn2+、Mn2+、Co3+(2)金属)金属-激活酶(激活酶(metal-activatedenzyme):Na+、K+、Mg2+、Ca2+金属离子以金属离子以3种主要途径参加催化过程:种主要途径参加催化过程:(1)通过结合底物为反应定向;)通过结合底物为反应定向;(2)通过自身价数的改变参加氧化还原反应;)通过自身价数的改变参加氧化还原反应;(3)屏蔽底物或酶活性中心的负电荷。)屏蔽底物或酶活性中心的负电荷。4 4、底物和酶的邻近效应与定向效应变分子间反应为分子内反应、底物和酶的邻近效应与定向效应变分子间反应为分子内反应邻邻近近效效应应:酶酶
6、与与底底物物形形成成中中间间复复合合物物后后使使底底物物之之间间、酶酶的的催催化化基基团团与与底底物物之之间间相相互互靠靠近近,提提高高了了反反应应基基团团的的有有效效浓浓度度,从从而而增增加加反应速率的一种效应。反应速率的一种效应。定定向向效效应应:由由于于酶酶的的构构象象作作用用,底底物物的的反反应应基基团团之之间间、酶酶与与底底物物的反应基团之间的反应基团之间正确取向正确取向的效应。的效应。酶酶把把底底物物分分子子从从溶溶液液中中富富集集出出来来,使使它它们们固固定定在在活活性性中中心心附附近近,反反应应基基团团相相互互邻邻近近,同同时时使使反反应应基基团团的的分分子子轨轨道道以以正正确
7、确方方位位相相互互交叠交叠,反应易于发生,大大提高了酶的催化效率。,反应易于发生,大大提高了酶的催化效率。5 5、诱导契合和底物形变的催化效应、诱导契合和底物形变的催化效应酶酶中中某某些些基基团团可可使使底底物物分分子子的的敏敏感感键键中中某某些些基基团团的的电电子子云云密度变化,产生电子张力,底物分子发生形变。密度变化,产生电子张力,底物分子发生形变。酶酶从从低低活活性性形形式式转转变变为为高高活活性形式,利于催化。性形式,利于催化。底底物物形形变变,利利于于形形成成ESES复复合合物。物。底物构象变化,过渡态结构,底物构象变化,过渡态结构,大大降低活化能。大大降低活化能。7、活性部位微环境
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- 活性 调节
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