云南大学生化上册第五章.doc

第五章酶作用机理
一、 酶的活性中心
必需基团(essential group)
酶分子中氨基酸残基侧链的化学基团中，一些与酶活性密切相关的化学基团。
常见的必需基团
Ser-OH His-咪哩基 Cys-SH Asp、Glu-C第五章酶作用机理
一、 酶的活性中心
必需基团(essential group)
酶分子中氨基酸残基侧链的化学基团中，一些与酶活性密切相关的化学基团。
常见的必需基团
Ser-OH His-咪哩基 Cys-SH Asp、Glu-COOH
酶的活性中心
或称活性部位(active site),指必需基团在空间结构上彼此靠近，组成具有特 定空间结构的区域，能与底物特异结合并将底物转化为产物。
＞活性中心内的必需基团
结合基团 催化基团
(catalytic group) (binding group)
催化底物转变成产物 与底物相结合
活性中心外的必需基团：位于活性中心以外，维持酶活性中心应有的空间构象所 必需。
酶的活性中心是酶分子中具有三维结构的很小区域
组成酶活性中心的必需基团在一级结构上可能相距很远，但在形成三级结构时相 互接近，形成具有三维结构的区域，且多是酶分子中的裂隙或凹陷所形成的疏水 口袋。
2酶的活性中心对底物具有高度的特异性
酶活性中心与底物结合时，发生构象改变，相互诱导契合，增加与底物的互补性
大多数情况下底物与酶活性中心最初的结合是非共价性的
酶与底物结合的力 氢键离子键疏水键van der Waals力
二、 酶促反应的独特性质
酶反应分两类：仅仅是电子的转移，反应速率在108. S-1数量级；既有电子 转移又有基团转移，反应速率在103. S-1数量级.
通过侧链基团和辅酶为媒介。
酶分子比底物分子大，这个巨大的酶分子对于稳定酶的活性部位是必要的。
酶催化的最适pH范围是比较小的。
除活性中心的基团外，酶的其它特性对酶的催化作用也是重要的。
三、 影响酶催化效率的有关因素
——酶促反应的机理
邻近效应(approximation, proximity)和定向效应(orientation)
由于在酶的作用下，底物与底物分子的反应基团在空间上靠近，在方向上适合， 使反应更易于进行
邻近效应、定向排列和表面效应有利于底物形成过渡态
A为反应部位
邻近效应(proximity effect)和定向排列
(orientation arrange)将分子间的反应变成类似分子内的反应，使反应速率 显著提高。
趋近和定向效应 在酶反应体系中：底物与酶随机碰撞
趋近和定向效应
底物的形变(distortion)和诱导契合效应(induce fit)
底物在酶的作用下，构象发生改变，导致电子张力的产生，使得活化能降 低，反应易于进行。
酶-底物相互作用在过渡态达到最优化
酶与底物结合时相互诱导发生构象改变
酶-底物复合物
酶与底物相互接近时，其结构相互诱导、相互变形和相互适应，进而相互结合。
这一过程称为酶-底物结合的诱导契合假说。
酸碱催化效应(acid-base catalysis)
酸碱催化是靠向反应底物瞬时提供质子或接受质子，使反应加速的一种 作用机制。
在酶催化的反应中，不是由纯H+或0H-的数目决定的狭义