2 酶的结构和功能

nullnull 第二章 酶的结构和功能第一节 酶的化学组成 第二节 酶分子的结构 第三节 酶的分子结构与功能 第四节 酶的活性中心null第一节 酶的化学组成 一，酶分子组成 酶的化学本质绝大多数是蛋白质*，所以人们 根据酶分子的组成将他们划分为： 单纯酶∶分子组成全为蛋白质。 结合酶∶分子组成中除蛋白质外，还有非 蛋白质部分。 null对结合酶来说： 全酶 = 酶蛋白 + 辅助因子 金属离子 辅助因子(cofactors) 小分子有机化合物 辅助因子本身无催化作用，但一般在酶促反应中 起运输转移电子、原子或某些功能基团的作用。辅基(prosthetic group)——与酶蛋白结 合紧密 辅酶(coenzyme)——与酶蛋白结合松弛，用 透析法可以分开小分子有机化合物 对双成份酶（结合蛋白质）来说，辅助因子与酶蛋白应是1∶1，缺失就 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现不出活性，缺少就会影响活性，但超比例也不会提高活性。null 生物体内酶的种类极多，但辅助因子种类很有限。同一种辅助因子往往能与多种不同的酶结合，形成不同的全酶，如氧化还原酶类一般都以NAD(P)、FMN、FAD为辅助因子。而某种特定的酶一般只与一种辅酶结合。故酶蛋白决定酶的专一性，而辅助因子与酶的活性有关。维生素是辅酶的主要组成部分null 二，酶蛋白分子的组成 单体酶 寡聚酶 多酶复合体 null 1、单体酶(monomeric enzyme ) 催化水解反应的一般都是单体酶。 它是一个具有完整生物功能、独立三级结构的蛋酶蛋白部分只有一条多肽链的酶称为单体酶。分子量在13000～35000之间。 如∶溶菌酶、胰蛋白酶。2、寡聚酶(oligomeric enzyme )2、寡聚酶(oligomeric enzyme ) 由两个或两个以上亚基组成的酶称为寡聚酶。 它以四级结构作为完整生物功能分子结构形式。 亚基可以是相同的，也可以是不同的。亚基之间 不是共价结合，彼此之间很容易分开，分开后酶 活性就会丧失。 分子量较大，从35000到几百万。 与单体酶相比，寡聚酶具有变构作用，与调节因子结合后，能发生构象变化，导致催化活性的变化，从而对代谢起调节作用。 null3、多酶体系(multienzyme system) 由若干酶相互连接形成的反应链体系称为多酶体系，而具体的化学反应过程称为代谢途径。如糖酵解途径中的10种酶构成了一个多酶体系。nullnull 4, 多酶复合体 由几种酶彼此嵌合形成一个功能完整的具有特定结构的复合体，称为多酶复合体。它有利于一系列反应的连续进行，大大提高催化效率，同时有利于进行调控。 如：脂肪酸合成酶复合体、丙酮酸脱氢酶复合体 这类多酶复合体分子量很高，一般在几百万以上。四级结构对于多酶复合体很重要，一旦复合体解体，各个酶单独无法实现催化。 第二节 酶分子的结构第二节 酶分子的结构 酶催化的高效率、高度专一性和酶活 性可调节性都与酶蛋白本身的结构直接相 关。酶蛋白的一级结构决定其空间结构， 而酶的空间构象是酶催化功能的结构基础一 酶的活性部位 二 酶的别构部位 三 酶原和酶原激活 四 同工酶nullnullnullnullnullnullnull肽链内形成氢键，氢键的取向几乎与轴平行，每个氨基酸残基的C=O氧与其后第四个氨基酸残基的N-H氢形成氢键。 绝大多数天然蛋白质中的-螺旋几乎都是右手螺旋。 -螺旋都是由L-型氨基酸构成的（Gly除外）。1 -螺旋 -螺旋及结构特点(二) 二级结构的种类nullnullnullnullNNN平行式nullNCN反平行式nullnull4 无规卷曲或自由回转 肽段在空间的不规则排布称为无规则卷曲。 在一般球蛋白分子中，往往含有大量的无规则卷曲，它使蛋白质肽链从整体上形成球状构象。 null无规则卷曲示意图细胞色素C的三级结构无规则卷曲null5 超二级结构超二级结构指蛋白质中相邻的二级结构单位（-螺旋或-折叠或-转角）组合在一起，形成有规则的、在空间上能够辨认的二级结构组合体。 nullnullnull null超二级结构类型 X  nullnull结构域1结构域2-折叠-转角二硫键-螺旋nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull一、酶一级结构与功能的关系 （一）酶一级结构决定酶的功能 （二）同功酶一级结构的种属差异性 （1）亲缘关系越近，AA顺序的同源性越大。 （2）尽管不同生物间亲缘关系差别很大，但与功能密切相关的AA顺序却有共同之处，即保守顺序不变第三节 酶的分子结构与功能null牛核糖核酸酶（一）酶的活性表现需要酶维持一定的空间构象null（二）有些酶分子在表现其生物功能时，构象必须发生一定的变化．null酶的必需基团(essential group): 与酶活性有关的基团 酶的活性中心(active center): 由必需基团构成的与酶催化活性有关的特定区域. 第四节 酶的活性中心（active site）一、活性中心的概念null酶分子非必需基团必需基团活性中心 必需基团活性中心外 必需基团结合基团催化基团非活性中心活性中心null活性中心的重要化学基团 7种氨基酸出现的频率最高 Lys Asp Glu Cys His Tyr Ser （兰天果拌猪肉丝） 某些功能基团,如（氨基、羧基、巯基、羟基 和咪唑基）是酶的必需基团。 赖氨酸的氨基 天冬氨酸和谷氨酸的羧基 半胱氨酸的巯基 组氨酸的咪唑基 酪氨酸和丝氨酸的羟基nullnullnull二、活性中心的共性(1)活性部位只占酶分子很小的一部分（1-2%）。 (2)活性部位是一个三维实体。 (3)活性中心位于酶分子表面的疏水性裂缝中。 (4)活性中心构象不是固定不变的（诱导契合）。 (5)酶与底物通过盐键、氢键、范德华力和疏水作用等次级键结合。nullnullnull三、研究酶活性中心的方法1. 物理学方法： 用X射线衍射法直接检测底物或其类似物与酶形 成的中间复合物（包括酶和底物）的相对位置。 2. 化学修饰法 1)非专一性化学修饰 2)专一性化学修饰 3)亲和标记null1. 物理学方法： 用X射线衍射法直接检测底物或其类似物与酶形成的中间复合物（包括酶和底物）的相对位置。研究酶活性中心的方法null2.化学修饰法：根据所用修饰试剂不同，分为 1)非专一性化学修饰 用非专一性的修饰试剂与氨基酸侧链基团作用。 若某基团被修饰后： 酶活性不变——该基团可能不是酶的必需基团 酶活性降低或丧失——该基团可能是酶的必需基团 但不能确定化学试剂是同活性中心内的必需基团结合。null活性中心基团的鉴定 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ①失活程度与修饰剂浓度成一定比例关系。 ②S或可逆抑制剂有保护作用（活性中心）。 先加S或竞Ⅰ 加共价修饰剂 透析除去S或竞Ⅰ 活性不丧失null 差别标记： 底物或抑制剂存在 活性基团不与修饰剂作用 去除底物或抑制剂 原来被保护的基团带同位素标记 可直接得到蛋白质发挥功能作用的必需基团。化学修饰含同位素标记 的同样试剂null2)专一性化学修饰（基团专一性修饰） 用专一性化学修饰剂修饰酶活性中心的某一氨基酸残基的侧链基团。 3)亲和标记（位点专一性修饰） 采用的修饰试剂是根据底物的化学结构 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 合成的含有活泼反应基团的底物类似物。 作用机制：利用酶对底物的特殊亲和力将酶加以修饰标记。null化学修饰的专一性nullYYYX-YXnull亲和修饰剂： ①与S结构相似，与活性中心的氨基酸残基 亲和力大，而与活性中心以外的氨基酸 残基亲和力小。 ②具有活泼的化学基团（如卤素）可与活性 中心的基团形成稳定的共价键。本章要点本章要点酶分子组成：单纯酶、结合酶（辅助因子） 酶蛋白组合方式：单体、寡居、多酶复合 各级结构的概念，二级结构种类及特点 结构域的概念与特征 结构与功能关系，活性中心组成及功能基团 研究酶蛋白结构与活性中心的方法