第11章 酶作用机制和酶活性调节

第11章 酶作用机制和酶活性调节

第11章酶作用机制和酶活性调节 11章酶作用机制和酶活性调节一. 酶的活性部位及其确定方法 (一)酶的必需基团 ——与酶的催化活性直接相关的化学基团 与酶的催化活性直接相关的化学基团 常见： 咪唑基、 常见：His咪唑基、Ser-OH、 咪唑基 、 Gluγ-COOH、Cys-SH、Asp-OH 、 、

第11章 酶作用机制和酶活性调节

第11章 11章

酶作用机制和酶活性调节

一. 酶的活性部位及其确定方法酶的必需基团: (一)酶的必需基团:与酶的催化活性直接相关的化学 基团称为酶的必需基团。 基团称为酶的必需基团。 常见：His咪唑基 Ser-OH、 咪唑基、 常见：His咪唑基、Ser-OH、 Gluγ-COOH、Cys-SH、AspGluγ-COOH、Cys-SH、Asp-OH

位于活性中心 必需基团 活性中心以外， 活性中心以外， 稳定分子构象

非必需基团

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活性中心以外 的必需基团

底物

催化基团

结合基团

活性中心

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2.酶的活性部位或活性中心(催化部位): 2.酶的活性部位或活性中心(催化部位): 酶的活性部位或活性中心 酶的活性部位或活性中心：酶分子的表面有一个必 酶的活性部位或活性中心： 需基团(某些氨基酸残基的侧链， 需基团(某些氨基酸残基的侧链，有时也包括辅酶分 子或其他基团)比较集中、 子或其他基团)比较集中、并构成一定空间结构的微 小区域， 小区域，在这里必需基团参与和底物结合并完成把底 物转变为产物的化学反应。 物转变为产物的化学反应。参与和底物结合的必需基 团称为结合基团，催化使底物转变为产物的化学反应 团称为结合基团， 的必需基团称为结合基团。 的必需基团称为结合基团。 酶活性部位的必需基团并不一定由一级结构上相邻 的氨基酸残基供给， 的氨基酸残基供给，往往是由氨基酸序列上相隔很远 的残基提供的。 的残基提供的。

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活性中心

结合中心： 结合中心：与底物结合决定酶促 反应的专一性。 反应的专一性。 催化中心： 催化中心：促进底物发生化学变 决定酶促反应的性质 性质。 化，决定酶促反应的性质。

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酶活性部位的一般特点是： 酶活性部位的一般特点是： 1、几个残基+辅助因子(单纯 结合) 、几个残基 辅助因子 单纯/结合 辅助因子( 结合) 2、在空间构象上集中到一起(单体/寡聚) 、在空间构象上集中到一起(单体 寡聚 寡聚) 3、疏水空穴 、 4、通过次级键与底物结合 、5、与底物诱导契合 、

6、活性中心构象具有柔韧性和可塑性 、

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酶 核糖核酸酶 溶菌酶 胰凝乳蛋白酶 羧肽酶A 羧肽酶 胰蛋白酶

AA残基 残基 124 129 241 307 223

活性中心AA 活性中心 HHKRDE D E H D S R E Y Zn2+ H D S

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确定酶活性部位的常用方法： 确定酶活性部位的常用方法： 1.酶分子侧链基团的化学修饰法 1

.酶分子侧链基团的化学修饰法

化合物 活性部位AA残基侧链基团 活性部位AA残基侧链基团 AA 共价结合

↓水解酶， 水解酶，确定一级结构位置

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(1)非特异性共价修饰 )——推测某基团是否在活性中心 推测某基团是否在活性中心

某基团被修饰后： 某基团被修饰后： 酶活力改变： 酶活力改变：为必需基团

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(2)特异性共价修饰——试剂专一修饰活性部位某AA,使酶失活。 试剂专一修饰活性部位某AA,使酶失活。 试剂专一修饰活性部位某AA 如：二异丙基氟磷酸(DFP)专一修饰E Ser-OH 二异丙基氟磷酸(DFP)专一修饰E Ser专一修饰E Ser OH

+ (CH3)2CHDFP

O P F ESer O P O O O CH(CH3)2 CH(CH3)2

酶

(CH3)2CH O O

DIP-E

仅修饰活性中心Ser仅修饰活性中心Ser-OH Ser

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(3)亲和标记法 (3)亲和标记法——与S结构相似的共价修饰剂 与 能被专一地引入活性部位，接近S结合位点 能被专一地引入活性部位，接近S 能被专一地引入活性部位 其活泼的化学基团可与活性部位某一基团 其活泼的化学基团可与活性部位某一基团 形成稳定的共价键

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胰 凝 乳 蛋 白 酶 和 胰 蛋 白 酶

对甲苯磺酰- - 对甲苯磺酰-L-苯丙氨酸乙酯 (TPE)CH2 CH NH SO2 COOCH2CH3 CH2 CH NH SO2 COCH2Cl

TPE TPCKCH3 H N3

CH3 RCOCH22

N3

RCOCH2Cl

+2N1

TPCK

His57-N3

N1

E-His57

烷化失活

对甲苯磺酰- - 对甲苯磺酰-L-苯丙氨酰 甲

TPCK