生化03章酶化學(xué)

1、第四節(jié)第四節(jié) 酶催化作用的機(jī)理酶催化作用的機(jī)理 一、酶依靠降低活化能加速化學(xué)反應(yīng)一、酶依靠降低活化能加速化學(xué)反應(yīng)E + S E + P ES EX 中間產(chǎn)物中間產(chǎn)物ES, ES, 化學(xué)鍵的形成釋放結(jié)合能，抵化學(xué)鍵的形成釋放結(jié)合能，抵消活化能。消活化能。 ES的形成的形成 與與 過(guò)渡態(tài)（過(guò)渡態(tài)（transition state）酶活性中心與底物形成瞬時(shí)的次級(jí)鍵酶活性中心與底物形成瞬時(shí)的次級(jí)鍵 一個(gè)次級(jí)鍵產(chǎn)生一個(gè)次級(jí)鍵產(chǎn)生4-30kJ/mol結(jié)合能結(jié)合能, 抵消活化能。抵消活化能。 位于酶位于酶-底物復(fù)底物復(fù)合物中的底物，結(jié)構(gòu)合物中的底物，結(jié)構(gòu)介于底物和產(chǎn)物之間，介于底物和產(chǎn)物之間，易轉(zhuǎn)變成為產(chǎn)物

2、。易轉(zhuǎn)變成為產(chǎn)物。二、酸堿催化（二、酸堿催化（acid-base catalysis） 可作為質(zhì)子供體或受體的側(cè)鏈可作為質(zhì)子供體或受體的側(cè)鏈酸堿催化酸堿催化胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶三、共價(jià)催化（共價(jià)催化（covalent catalysis） 四、金屬離子催化金屬離子催化金屬離子的作用金屬離子的作用結(jié)合底物為反應(yīng)定向結(jié)合底物為反應(yīng)定向可逆改變金屬離子的氧化可逆改變金屬離子的氧化 態(tài)調(diào)節(jié)氧化態(tài)調(diào)節(jié)氧化 還原反應(yīng)還原反應(yīng)靜電穩(wěn)定或屏蔽負(fù)電荷，靜電穩(wěn)定或屏蔽負(fù)電荷， 降低反應(yīng)中的靜電斥力降低反應(yīng)中的靜電斥力五、酶執(zhí)行催化功能實(shí)例五、酶執(zhí)行催化功能實(shí)例羧肽酶羧肽酶A（carboxypeptidase

3、A，CpA）羧肽酶羧肽酶A的三維結(jié)構(gòu)的三維結(jié)構(gòu)Zn2+與與His69、His196、Glu72殘基側(cè)鏈及殘基側(cè)鏈及H2O配位結(jié)合；配位結(jié)合；與底物結(jié)合時(shí)，與被裂解肽鍵羰基氧形成第與底物結(jié)合時(shí)，與被裂解肽鍵羰基氧形成第6個(gè)配位鍵個(gè)配位鍵羧肽酶羧肽酶A對(duì)底物的要求對(duì)底物的要求底物與酶結(jié)合的誘導(dǎo)契合作用底物與酶結(jié)合的誘導(dǎo)契合作用Glu 270Arg 145Tyr 248n酶底物復(fù)合物酶底物復(fù)合物Arg 145Tyr 248Glu 270底物結(jié)合于酶的活性中心底物結(jié)合于酶的活性中心胰凝乳蛋白酶（胰凝乳蛋白酶（chymotrypsin） （1）絲氨酸蛋白酶類（）絲氨酸蛋白酶類（serine protea

4、ses）胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶彈性蛋白酶彈性蛋白酶胰凝乳蛋白酶水解：胰凝乳蛋白酶水解：肽鍵；酯鍵肽鍵；酯鍵胰凝乳蛋白酶機(jī)制的人工合成有機(jī)酯胰凝乳蛋白酶機(jī)制的人工合成有機(jī)酯對(duì)硝基苯酚乙酯對(duì)硝基苯酚乙酯胰凝乳蛋白酶水解對(duì)硝基苯酚乙酯胰凝乳蛋白酶水解對(duì)硝基苯酚乙酯對(duì)硝基苯酚乙酯對(duì)硝基苯酚乙酯乙?；钢虚g體乙?；钢虚g體催化機(jī)制催化機(jī)制E + S E + P 2ES EP2+ P1 （2）胰凝乳蛋白酶的催化三聯(lián)體胰凝乳蛋白酶的催化三聯(lián)體（catalytic triad）胰凝乳蛋白酶中胰凝乳蛋白酶中Ser-His-Asp催化三聯(lián)體的作用催化三聯(lián)體的作用（3）胰凝乳）胰凝乳蛋白酶催化形蛋

5、白酶催化形成臨時(shí)四面體成臨時(shí)四面體中間體中間體（4）胰凝乳蛋白酶與胰蛋白酶和彈性蛋白酶）胰凝乳蛋白酶與胰蛋白酶和彈性蛋白酶胰凝乳蛋白酶與胰蛋白酶和彈性蛋白酶的胰凝乳蛋白酶與胰蛋白酶和彈性蛋白酶的底物專一性底物專一性胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶和彈性蛋白酶胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶和彈性蛋白酶底物結(jié)合口袋底物結(jié)合口袋3. 胃蛋白酶（胃蛋白酶（pepsin）分屬分屬2個(gè)結(jié)構(gòu)域的個(gè)結(jié)構(gòu)域的Asp32和和Asp215起關(guān)鍵催化作用起關(guān)鍵催化作用天冬氨酸蛋白酶作用機(jī)制天冬氨酸蛋白酶作用機(jī)制酸堿催化酸堿催化4. 溶菌酶（溶菌酶（lysozyme）溶菌酶催化的反應(yīng)溶菌酶催化的反應(yīng)糖的糖的、構(gòu)型構(gòu)型溶菌酶對(duì)不同溶菌酶對(duì)不同NAG寡聚體的水解寡聚體的水解D-E之間糖苷鍵是溶菌酶水解部位之間糖苷鍵是溶菌酶水解部位溶菌酶溶菌酶-底物復(fù)合物底物復(fù)合物溶菌酶的作用位點(diǎn)溶菌酶的作用位點(diǎn)溶菌酶活性中心由溶菌酶活性中心由Asp52和和Glu35組成組