酶的分子結(jié)構(gòu)與功能PPT課件

.,1,第二節(jié)酶的結(jié)構(gòu)與功能,.,2,第一節(jié)酶的分子結(jié)構(gòu)與功能,一、酶的分子組成酶的本質(zhì)具有蛋白質(zhì)的一切物理化學(xué)性質(zhì)。1.按化學(xué)組成分單純酶（simpleenzyme）完全由氨基酸組成，活性由蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)決定。如：蛋白酶、脂酶、淀粉酶，核糖核酸酶結(jié)合酶（全酶）（conjugatedenzyme）,.,3,一、酶的分子組成,酶（蛋白質(zhì)）的化學(xué)性質(zhì),水解產(chǎn)物是氨基酸具有蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)具有電泳特征具有蛋白質(zhì)沉淀反應(yīng)蛋白質(zhì)變性,.,4,一、酶的分子組成,酶蛋白和輔助因子單獨(dú)存在均無催化活性，只有二者結(jié)合為全酶才有催化活性。酶蛋白決定酶催化專一性，輔助因子通常是作為電子、原子或某些化學(xué)基團(tuán)的載體決定反應(yīng)的性質(zhì)。,全酶=酶蛋白+輔助因子,.,5,2.輔助因子分類（按其與酶蛋白結(jié)合的緊密程度）,.,6,一、酶的分子組成,無機(jī)金屬離子在結(jié)合酶中的作用參與組成酶的活性中心。在酶與底物之間起橋梁作用。維持酶分子發(fā)揮作用所必須的構(gòu)象，穩(wěn)定構(gòu)象。中和陰離子、降低反應(yīng)中的靜電斥力。,.,7,一、酶的分子組成,一種酶蛋白只能與一種輔助因子結(jié)合成一種特異的酶。一種輔助因子可以與不同的酶蛋白結(jié)合構(gòu)成多種不同的特異酶。,.,8,二、酶的活性中心（activecenter）,1.必需基團(tuán)一小部分與酶的活性密切相關(guān)的基團(tuán)稱為酶的必需基團(tuán)（essentialgroup）。催化基團(tuán)（catalyticgroup）必需基團(tuán)結(jié)合基團(tuán)（bindinggroup）,催化基團(tuán)影響底物分子中某些化學(xué)鍵的穩(wěn)定性，促進(jìn)底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。結(jié)合基團(tuán)與底物結(jié)合生成酶-底物復(fù)合物。,.,9,常見的必需基團(tuán),主要包括：絲氨酸的羥基半胱氨酸的巰基谷氨酸的羧基組氨酸的咪唑基。,二、酶的活性中心（activecenter）,.,10,2.酶的活性中心存在于酶分子中的必需基團(tuán)，空間上彼此靠近形成一定的空間結(jié)構(gòu)區(qū)域，這個區(qū)域能與底物特異結(jié)合并將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物，起催化作用的空間區(qū)域，稱為酶的活性中心。,二、酶的活性中心（activecenter）,.,11,底物,活性中心以外的必需基團(tuán),結(jié)合基團(tuán),催化基團(tuán),活性中心,.,12,*谷氨酸35和天冬氨酸52是催化基團(tuán)；,*色氨酸62和63、天冬氨酸101和色氨酸108是結(jié)合基團(tuán)；,*AF為底物多糖鏈的糖基，位于酶的活性中心形成的裂隙中。,溶菌酶的活性中心,.,13,3.活性中心以外的其余結(jié)構(gòu),二、酶的活性中心（activecenter）,維系活性中心的三維結(jié)構(gòu)骨架。與底物結(jié)合，釋放能量，推動反應(yīng)進(jìn)行。決定酶促反應(yīng)的特異性。調(diào)控酶的活性（調(diào)節(jié)區(qū)）。,不同酶分子的活性中心結(jié)構(gòu)不同，只能結(jié)合與之適應(yīng)的底物，發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)。-酶催化專一性,酶蛋白變性或活性中心被破壞，酶就失去活性。,.,14,三、酶原及酶原激活,1.酶原：沒有催化能力的酶的前體。2.酶原的激活：酶原在一定條件下轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘拿傅倪^程。酶原的激活的實(shí)質(zhì)是酶的活性中心形成和暴露的過程。,.,15,在腸激酶的作用下切除N末端的六肽，形成酶的活性中心。,胰蛋白酶原的激活,.,16,胰蛋白酶的激活過程,.,17,3.酶原的自身催化作用有些酶對其自身的酶原有激活作用，稱為酶原的自身催化作用。,.,18,四、同工酶,1.概念催化同一化學(xué)反應(yīng)，但酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)，理化性質(zhì)乃至免疫學(xué)性質(zhì)不同的一組酶。例：乳酸脫氫酶（LDH）。LDH是由兩型亞基組成的四聚體酶：骨骼肌型（M型）和心肌型（H型）。,.,19,乳酸脫氫酶同工酶形成示意圖,多肽,亞基,mRNA,四聚體,結(jié)構(gòu)基因,ab,.,20,不同組織中LDH同工酶的電泳圖譜,.,21,不同患者中LDH同工酶譜,.,22,2.同工酶在各學(xué)科中的應(yīng)用,(1)遺傳學(xué)和分類學(xué)：提供了一種精良的判別遺傳標(biāo)志的工具。,(2)發(fā)育學(xué)：有效地標(biāo)志細(xì)胞類型及細(xì)胞在不同條件下的分化情況，以及個體發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)育的關(guān)系。,(3)生物化學(xué)和生理學(xué)：根據(jù)不同器官組織中同工酶的動力學(xué)、底物專一性、輔助因子專一性、酶