20140927142231_6249
栏目导航
www.1883.cm
www.1883.cm > www.1883.cm > 文章
Lys的ε-NH2
发布时间:2019-09-16  浏览次数:

  第二节 酶的布局取功能 一、酶的构成取分类 二、酶的辅帮因子 三、酶的布局取功能 酶的活性核心和必需基团 酶的活性核心取酶感化的性 酶的活性核心取酶原的激活 三、酶的布局取功能 酶上具有必然空间构象的部位,该部位化学基团集中,间接参取将底物改变为产品的反映过程,即取催化感化间接相关的部位,称为酶的活性核心(active center)。 酶催化活性相关的基团 必需基团 (二)、酶的活性核心取酶感化的性 例:丝氨酸卵白水解酶族的一级布局 3、酶性取连系基团相关 胰卵白酶:取胰凝乳卵白酶类似,具有口袋, 但连系部位由一个带负电荷的Asp取代了Ser,只能取带有正电荷氨基酸残基如 Lys 、 Arg 连系。 弹性卵白酶: 连系部位入口处是Val和Thr(侧链长), 只能让侧链体积小Gly和Ala等进入。 酶原的激活 第三节 酶感化的机制 (二)、契合学说(induced-fit hypothesis) (三)、酶感化高效率的机制 1、趋近取定向效应 临近效应(proximity effect) 酶将诸底物连系到其活性核心,使它们的反映 基团彼此接近,降低进入过渡态所需的活化 能;底物正在酶活性核心的无效浓度大大添加 定向陈列(orientation arrange ): 酶活性核心的立体构型和相关基团的、定向 感化,使诸底物参取反映的基团构成准确的几 何定向关系,彼此接近,发生无效碰撞。 2、“张力”和“形变” 3、多元催化(multielement catalysis) 包罗:酸-碱催化, 共价催化(亲核、亲电催化), 或多种催化形式的协同感化等。 同种基团正在分歧的微下解离度亦分歧,这种多功能基团兼有酸、碱双沉催化效能。 共价催化(又称亲核催化或亲电催化) 酶中可做为亲核基团和酸硷催化功能基团 例:胰凝乳卵白酶催化肽键水解的多品种催化机制 酰基一酶两头体虽然 不不变, 但 它的存正在曾经被X射线. 概况效应(suce effect): 酶活性核心的疏水解除了水对酶和底物功能基团的干扰、吸引或,防止酶和底物之间构成水化膜,有益于酶和底物的亲近接触。——疏水的为微极大利于酶的催化感化 酶活性核心的低介电区(概况效应 suce effect) 化学基团的反映活性和反映速度正在非极性介质 和水性介质有显著不同 第六节 主要的酶类及酶活性的调理 一、寡聚酶 由两个或两个以上,甚至少达数十个亚基构成的酶称为寡聚酶。其量从35000到几百万,可分为几种分歧的类型: 1)含不异亚基的寡聚酶 2)含分歧亚基的寡聚酶 含分歧亚基的寡聚酶 1. 双功能寡聚酶 2. 含有性的、非酶卵白亚基的寡聚酶 3. 具有底物载体亚基的寡聚酶 1. 双功能寡聚酶 所含的亚基布局分歧,每种亚基表示分歧的功能,整个酶能够催化两个相关的反映。 举例:大肠杆菌的色氨酸合成酶 色氨酸合成酶 含A和B两种卵白质 卵白质A:含有一个亚基α, 卵白质B:含有两个亚基ββ。 色氨酸合成酶催化的化学反映 2.含有性、非酶卵白亚基的寡聚酶 乳糖合成酶催化乳糖的合成反映 B卵白:是α-乳清卵白,一个特殊的非酶卵白。 研究表白: 反映(2)中插手B后,该反映遭到, 反映(1)则加强。 3. 具有底物载体亚基的寡聚酶 由酶卵白部门和底物载体卵白部门构成。 例如:大肠杆菌的乙酰辅酶A羧化酶 乙酰辅酶A羧化酶 三个部门联合起来催化的反映 二、变构酶取变构调理 变构酶(allosteric enzyme) 具有变构调理感化,多亚基形成的聚合体: 含有催化亚基(连系底物), 和调理亚基(连系变构剂)。 这催化和调理 能够正在分歧的亚基上, 或者正在统一亚基的两个分歧部位。 变构剂(allosteric effector) ——凡能使酶构像改变并改变其催化活性的物质 变构激活剂?allosteric effector? ——惹起酶活性添加的变构剂。 变构剂?allosteric effector? ——惹起酶活性降低的变构剂。 卵白激酶A的变构调理 例磷酸果糖激酶: ATP是其变构剂, 而ADP、AMP为其变构激活剂。 变构酶 —常处于代谢通的入口,通过反馈,及早地调理整个代谢通,削减不需要的底物耗损。 三、共价调理酶 — 磷酸化取脱磷酸化(最常见) — 乙酰化和脱乙酰化 — 甲基化和脱甲基化 — 腺苷化和脱腺苷化 — 尿苷酰化/脱尿苷酰化 — -SH取-S-S互变 共价润色反映的例子 酶卵白中丝、苏、酪氨酸的羟基是磷酸化的位点。 共价润色的机制: 共价润色凡是正在两种分歧的酶的催化下发生共价润色(或去润色),从而惹起酶正在有活性形式取无活性形式之间进行彼此改变。 酶 化学润色类型 酶活性改变 糖原磷酸化酶 磷酸化/脱磷酸 激活/ 磷酸化酶b激酶 磷酸化/脱磷酸 激活/ 糖原合成酶 磷酸化/脱磷酸 /激活 丙酮酸脱羧酶 磷酸化/脱磷酸 /激活 磷酸果糖激酶 磷酸化/脱磷酸 /激活 丙酮酸脱氢酶 磷酸化/脱磷酸 /激活 HMGCoA还原酶 磷酸化/脱磷酸 /激活 HMGCoA还原酶激酶 磷酸化/脱磷酸 激活/ 乙酰CoA羧化酶 磷酸化/脱磷酸 /激活 脂肪细胞脂肪酶 磷酸化/脱磷酸 激话/ 黄嘌呤氧化酶 SH/-S-S- 脱氢酶/氧化酶 四、同工酶(isoenzyme) LDH同工酶的亚单元构成及正在人体各组织器官中的分布同工酶百分比 同工酶的心理意义:顺应分歧组织或细胞器正在代谢上的分歧需要——是代谢调理的一种主要体例。 同工酶正在各学科中的使用 五、固定化酶(immobilized enzyme) 吸附法(Adsorption) 吸附法凡是有物理吸附、离子吸附及螯合或金属结。 常用的载体: 淀粉、谷卵白等无机类载体,活性炭、多孔玻璃、硅胶等无机类载体;大孔型的合成树脂,陶瓷以及纤维素衍生物类。阴、阳离子互换剂 共价键(Covalent bonds) 氨基:赖氨酸的氨基和多肽链的结尾氨基; 羧基:天冬氨酸、谷氨酸的羧基和结尾羧基; 酚基:酪氨酸的酚环; 巯基:半胱氨酸、蛋氨酸的巯基; 羟基:丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸的羟基; 咪唑基:组氨酸的咪唑基; 吲哚基:色氨酸的吲哚基。 包埋法(Entrapment) 包埋法是将逛离酶包埋于格子或微胶囊内,格子的布局能够防止酶渗出到四周的培育基中,而底物仍能渗入格子内取酶接触。 包埋类型可有:网格型、微囊型及脂质体液膜型。 人工模仿酶?-benzyme 固定化酶的长处 连结着酶的高度性及高催化效率还有雷同于离子互换树脂的长处: 有必然的机械强度 能够充实洗涤,不带进杂质 分手便利,可频频利用 不变性大为提高,可较持久利用或储藏 固定化酶的错误谬误 但因为固定化酶是通过反映而被连系正在载体上,固定化过程中酶的活力不免有必然丧失; 而底物则要求是水溶性的,如许才可以或许接触酶而发生反映; 不适宜于需要辅帮因子的反映。 酶取医学的关系 酪氨酸酶缺陷——白化病 苯丙氨酸羟化酶缺陷——苯丙酮酸尿症 胱硫醚合成酶缺陷——同型胱氨酸尿症 酶活性测定取疾病诊断 酶正在疾病医治中的使用 1990岁首年月次基因疗法 常见共价调理类型: 反映类型 共价润色 被润色的氨基酸残基 磷酸化 腺苷酰化 尿苷酰化 Tyr,Ser,Thr.His Tyr Tyr 甲基化 Glu S-腺苷-Met S-腺苷-同型 Cys 酶-OH 酶-P 卵白激酶 ATP ADP H2O Pi 磷卵白磷酸酶 酶的磷酸化润色取去润色 目前已发觉有几百种酶被翻译后都需要进行共价润色,此中一部门处于代谢分支路子,是对其代谢流量起调理感化的环节酶。 共价润色调理的心理意义普遍: 反映活络,节约能源,机制多样,正在体内显得十分矫捷,加之它们常受激素调理以至神经的指令,导致为级联放大调理体例而日益惹人瞩目。 共价润色一般为耗能过程; 酶促化学润色对酶活性的调理 概念:正在统一种属中,催化相学反映,但酶构成、布局、理化性质甚至免疫学性质和电泳行为都分歧的一组酶。 例如:乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH) LDH1 LDH2 LDH3 LDH4 LDH5 H4 H3M H2M2 HM3 M4 乳酸脱氢酶( LDH): 四聚体,两种亚型 5种同工酶 (M型-骨骼肌型;H型-心肌型) 顺应分歧组织或分歧细胞器正在 代谢上的分歧需要。 乳酸脱氢酶同工酶电泳图谱 LDH同工酶有组织性,LDH1正在心肌含量高,而LDH5正在肝、骨骼肌含量高。 组织器官 LDH 1 LDH2 LDH3 LDH4 LDH5 心肌 67 29 4 <1 <1 肾 52 28 16 4 <1 肝 2 4 11 27 56 骨骼肌 4 7 21 27 41 红细胞 42 36 15 5 2 肺 10 20 30 25 15 胰腺 30 15 50 — 5 脾 10 25 40 25 5 子宫 5 25 44 22 4 肝细胞受损,M4升高 血清含量高,心肌受损程 度高,心肌梗塞目标 。 血清检测目标: 相对含量的改变做为某净器病变辨别 诊断的根据 (1) 遗传学和分类学:供给了一种精巧的判别遗传标记的东西。 (2) 发育学:无效地标记细胞类型及细胞正在分歧前提下的分化情 况,以及个别发育和系统发育的关系。 (3) 生物化学和心理学:按照分歧器官组织中同工酶的动力学、 底物性、辅帮因子性、酶的变构性等性质的差别, 从而注释它们代谢功能的不同。 (4)医学和临床诊断:体内同工酶的变化,可看做机体组织 毁伤,或遗传缺陷,或肿瘤分化的的标记。 将水溶性酶固定于高支撑物上(或载体如琼脂糖、聚丙烯酰胺)使成为不溶于水,但仍有酶活性的一种酶制剂。模式图: 是酶卵白的侧链基团和载休概况上的功能基团之间 构成共价键而固定的方式。 包埋法 环糊精 催化侧链 催化侧链毗连到环糊精上,可模仿胰凝乳卵白酶 环糊精布局 环糊精布局模子 酶取某些疾病发生的关系 酶正在疾病诊断上的使用 酶正在疾病医治中的使用 皮肤乳白色,毛发淡黄或雪白色,瞳孔淡红,虹膜淡灰或淡红,半通明视网膜缺乏色素。 智力低下,60%患儿有脑电图非常,头发细黄,皮肤色淡和虹膜淡,惊厥,尿有“发霉”臭味或鼠尿味。 酸碱催化: 酶活性部位上的某些基团成为质子(H+)供体或受体对底物酸碱催化。 这类反映有: 羰基的加成感化,酮基和烯醇的互变异构, 肽和酯的水解及磷酸和焦磷酸参取的反映。 酶中广义的酸碱基团: 氨基、羧基、巯基、酚羟基、咪唑基。 亲核催化剂或亲电催化剂正在催化时放出电子或罗致电子并感化于底物的缺电子核心或负电核心,敏捷构成不不变共价复合物 酶核心最常见的亲核基团进攻底物的亲电核心, 底物中典型的亲电核心:磷酰基、酰基、糖基 肽凝乳卵白酶活性核心的布局特征 Ser195、His57和Asp102,通过氢键 “ 催化三元区 ” 不变感化 Asp102 —— 起不变His57构象感化 His57 —— 质子受体,推进Ser195羟基氧对底物 肽酰基亲核进攻感化 “ 催化三元区 ” 特征:Ser-195 的羟基高度极化 , 具有很高的亲核进攻能力。 (2) 亲核共价催化感化: ① 四面体布局两头体的构成: Ser195羟基氧对底物肽酰基亲核进攻时, 构成一个共价四面体两头体 ② His-57广义酸催化过程 酰基一酶两头体生成 : His-57 做酸 将质子给于底物,底物肽的酰胺氮接 受质子H同时 C-N肽键的断裂,构成产 物1R1NH2并从酶中离去; 中水 亲核进攻底物羰基碳,另一个过渡态四面 体发生; 产品1 His57做为碱进攻H2O并接管其质子,随后它做为酸又将质子转移给Ser195氧,——以此体例帮帮酰基-酶两头体的解离。 产品2 ③His-57做为广义碱-酸催化感化 - + 主要的酶类 : 寡聚酶 同工酶 酶 调理酶 固定化酶 吲哚甘油磷酸 ? 吲哚 + 3-磷酸甘油醛 吲哚 + 丝氨酸 ? 色氨酸 卵白质A 卵白质B ——这两种卵白质各自催化一个化学反映: 两个A卵白 连系构成 一个B卵白 它能将上述两个反映偶联而催化总反映: 吲哚甘油磷酸 + 丝氨酸 ? 色氨酸 + 3-磷酸甘油醛 色氨酸合成酶 (α2β2聚合) 这种寡聚酶含有两种亚基: 一种有催化感化, 另一种没有催化感化。 后者为非酶卵白,它能决定酶促反映的性。 例如:乳糖合成酶催化乳糖的合成反映 此酶含有A及B两种卵白质亚基:A 具有催化活性, B 为非酶卵白。 A独存正在 催化下列反映: UDP-半乳糖+N-乙酰葡萄糖胺? N-乙酰乳糖胺+UDP(2) 当B存正在时,A才具有催化乳糖能力,A的性由B决定 UDP-半乳糖 + 葡萄糖 ? 乳糖 + UDP(1) UDP-半乳糖+葡萄糖 ? 乳糖+UDP(1) 乳糖合成酶 乳糖合成酶催化乳糖的合成反映 卵白质A:普遍地存正在于动物的各类组织中, 卵白质B:仅存正在于乳腺之中。 ——所以,只要正在乳腺中才能合成乳糖 三个卵白质部门构成: 2个具有催化活性卵白 生物素羧化酶 转酰基酶 1个羧基载体卵白(BCCP) ——性的生物素羧基载体 ——这三个部门联合起来催化的反映分两步进行: BCCP + CO2 + ATP ? CO2~BCCP + ADP + Pi CO2~BCCP + RH ? BCCP + RCOOH 乙酰辅酶A 羧化酶 生物素羧基载体 卵白亚基 1、变构调理的机制:变构剂取酶调理亚基以非共价键连系,致其调理亚基的构象发生改变,进而改变其催化亚基的构象而使酶活性改变。 葡萄糖氧化分化供给能量,使AMP、ADP改变成ATP: 当ATP过多时:ATP磷酸果糖激酶的活性, 葡萄糖的分化; 当ADP、AMP增加:AMP、ADP激活磷酸果糖激酶活性, 推进糖的分化。 所以机体可随时调理ATP/ADP的程度,以维持细胞内能量的一般供应。 ——变构调理 — A (产品或两头产品) E D C B 环节酶 反馈感化:是终产品路子前面的一步环节 反映节制它本人合成的速度 前馈激活感化:现代谢路子前面步调中发生的代谢 物激活下逛某个反映的酶而发生前馈激 活感化。 变构调理的体例: 糖和脂肪代谢酶系中某些变构酶及其变构效应剂 代谢路子 变构酶 变构激活剂 变构剂 糖酵解 己糖激酶 AMP、ADP、FDP、Pi G-6-P 磷酸果糖激酶-1 FDP 柠檬酸 丙酮酸激酶 FDP ATP、乙酸CoA 三羧酸轮回 柠檬酸合成酶 AMP ATP、长链脂酰CoA 异柠檬酸脱氢酶 AMP、 ADP ATP 糖异生 丙酮酸羧化酶 乙酰CoA、ATP AMP 果糖-1,6-二磷酸酶 5’-AMP AMP 糖原分化 磷酸化酶b AMP、G-1-P、Pi ATP、G-6-P 糖原合成 糖原合酶 G-6-P 脂肪酸合成 乙酰CoA羧化酶 柠檬酸、异柠檬酸 长链脂酰CoA 胆固醇合成 HMG-CoA还原酶 胆固醇 氨基酸代谢 谷氨酸脱氢酶 ADP、亮氨酸、甲硫氨酸 ATP、GTP、NADH 嘌呤合成 PRPP酰胺转移酶 PRPP AMP、ADP、GMP、 P 嘧啶合成 天冬氨酸氨基甲酰转 CTP 移酶 血红素合成 ALA合成酶 血红素 ——这种感化简称为共价润色调理 共价润色调理也是体内快速调理代谢勾当的一种主要的体例。 ——通过其它酶对其多肽链上某些基团进行可逆的共价润色,使其处于活性取非活性的互变形态,从而调理酶活性。 * * (一)、酶的活性核心和必需基团 (1)酶活性核心的构成: 由一些氨基酸残基的侧链基团构成。 对于复合酶,辅因子常常是活性核心的构成部门。 用化学润色法对多种酶的活性核心进行研究发觉,活性核心处频次最高的氨基酸残基侧链基团次要有: Glu和Asp的-COOH,Lys的ε-NH2,His的咪唑基, Ser的-OH,Cys的-SH,Tyr的侧链基团。 His57 His57 His57 (2)酶活性核心的特点 b. 酶概况的一个凹穴,有必然的大小和外形, 但不是刚性的,而具有必然的柔性。 c. 活性核心为非极性的微,有益于取底物连系。 a. 活性核心正在酶总体积中只占相当小的部门 (约1%?2%),相当于2?3个氨基酸残基。 酶卵白 必需残基 非必需残基 活性核心 活性核心外 接触残基 辅帮残基 布局残基 连系残基 催化基团 --- 取酶的其它活性相关 如识别、定位、免疫等 (1) 接触残基:连系基团,催化基团。 (2)辅帮残基:不取底物接触,辅帮酶取底物连系, 协帮接触残基形成酶活性核心。 (3) 布局残基:维持酶三维构象,取酶活性相关, 但不正在酶活性核心范畴内,属于酶活 性核心以外的必需残基。 接触残基: R1、R2、R6、R8、 R9、R163 辅帮残基: R3、R4、R5、R164、 R165 布局残基: R10、R162、R169 酶中必需基团氨基酸残基的感化 底 物 活性核心以外的必需基团 连系基团 催化基团 活性核心 1、酶的活性核心的一级布局研究 用同位素标识表记标帜法:标识表记标帜酶的活性核心,然后将酶水解并分手,对带标识表记标帜片段进行一级布局测定。 阐发结论:功能雷同的酶正在一级布局上有惊人的 类似性。 ..Asp.Ala.Cys.Gln.Gly.Asp.Ser.Gly.Gly.Pro.… 猪凝血酶 …Gly.Cys.Gln.Gly.Asp.Ser.Gly.Gly.Pro.Leu… 猪弹性卵白酶 ….Gly.Asp.Ser.Gly.Gly.Pro.Leu… 牛胰凝乳卵白酶 …Ser.Cys.Gly.Gly.Asp.Ser.Gly.Gly.Pro.Val… 牛胰卵白酶 氨基酸挨次 酶 且从微生物到哺乳动物,活性丝氨酸最临近的5~6氨基酸挨次都一样 ——申明卵白质活性核心正在种系进化上有严酷的保守性。 活性丝氨酸 2、丝氨酸卵白酶家族——空间构象具有必然类似性 胰凝乳卵白酶:具有一个疏水性大口袋, 连系部位含有Ser残基 ,可取底物侧链为芳喷鼻基团氨基酸残基连系。 胰卵白酶原激活过程 (三)酶的活性核心取酶原激活 胰卵白酶活性核心 ? 酶原激活的机理 酶 原 构象发生改变 构成或出酶的活性核心 一个或几个特定的肽键断裂 正在特定前提下 酶原(zymogen) 无活性形态的酶的前体。 酶原的激活 酶原向活性的酶的过程。 胃卵白酶原 胃卵白酶原 胃卵白酶 某些酶原的激活过程 避免对细胞进行本身消化 ——感化 酶正在特定的部位和中阐扬感化 ——体内代谢一般进行 酶原是部门酶的储存形式 酶原激活的心理意义 ——酶活性的调理体例之一:酶布局的调理 (一)酶-底物复合物的构成 酶底物复合物 E + S E + P ES 酶取底物接近→布局彼此→变形和彼此顺应→连系。 趋近取定向效应 亲电催化 多元催化 亲核催化 酸、碱催化 离子催化 概况效应 酶 “张力”和“形变” 接近 底物取酶连系,酶的构象变化。 变化的酶又使底物的键发生“张力”以至“形变”,促使酶-底物两头产品进入过渡态。 酶取反映物过渡形态的亲和力弘远于酶取底物或产品的亲和能力;

  请盲目恪守互联网相关的政策律例,严禁发布、、的言论。用户名:验证码:匿名?颁发评论

  1.本坐不应用户上传的文档完整性,不预览、不比对内容而间接下载发生的问题本坐不予受理。