10--1酶的作用机制.ppt

所以 酸碱催化可分为特定酸碱催化（指H+和OH-的催化作用）和广义酸碱催化（还包括其他弱酸弱碱的催化作用）。 酶促反应一般发生在近中性条件，H+和OH-的浓度很低，所以酶促反应主要是广义酸碱催化。 酶分子中的一些可解离集团如咪唑基、羧基、氨基、巯基常起一般酸碱催化作用，其中咪唑基最活泼有效。 小 结 酶主要通过六种化学机制（邻近定向效应、广义的酸碱催化、静电催化、金属催化、共价催化、底物形变）来实现过渡态的稳定，并以此加速反应。 蛋白酶根据活性中心催化基团的性质分类（丝氨酸蛋白酶、金属蛋白酶、天冬氨酸蛋白酶、巯基蛋白酶） 理解六种化学机制催化机理。 溶菌酶、丝氨酸蛋白酶（胰凝乳蛋白酶）催化机制。 相关概念：诸如蛋白酶、催化三元体、金属酶与金属激活酶、亲电催化与亲核催化 ... ... 焦磷酸硫胺素(TPP) 焦磷酸硫胺素(TPP) 酶催化机制 蛋白酶根据活性中心催化基团的性质分为四类（丝氨酸蛋白酶、金属蛋白酶、天冬氨酸蛋白酶、巯基蛋白酶） 酶的活性中心常常含有一些疏水侧链，当与底物结合时，水被挤出活性中心，致使活性中心更像一个有机溶剂，于是疏水微环境就建立了。反应集团的水合 、屏蔽被大大降低，则静电作用和反应性加强。 有机物的电介常数为7-10，而水的电介常数为80。 网上：极性越大介电常数越小,极性越小,介电常数越大. 目前已经成功得到许多酶的过渡态类似物抑制剂。其中第一例与脯氨酸消旋酶有关。根据脯氨酸过渡态设计的两种类似物抑制剂（吡咯-2-羧酸；吡咯碱-2-羧酸），被证明的确是脯氨酸消旋酶的强抑制剂。 弗莱明,p394 酚核，酪氨酸（Tyr,Y)的R侧链。 催化三元体的形成 （6）底物形变 酶与底物相遇时，酶分子诱导底物分子内敏感键更加敏感，产生“电子张力”发生形变，比较接近它的过渡态。 酶催化机制 底物形变效应是底物与酶结合以后，其电子云要发生重排，产生电子张力，使底物敏感键扭曲变形，敏感键更加敏感，更易反应。 E E S 底物敏感键扭曲变形结果： 使敏感键变的更为敏感，有利于断裂。 酶催化机制 溶菌酶也利用底物形变的方式进行催化：与溶菌酶活性中心结合的六碳糖在溶菌酶的诱导下，从椅式构象变成半椅式构象而发生形变，周围的糖苷键更容易发生断裂。 酶催化机制 + — 水环境 + — 疏水环境 疏水微环境：酶在催化过程中，其活性中心为疏水环境，在这种环境中，电荷之间的作用力远远大于高电介环境，大大加强了酶的催化基团与底物分子间的作用力，因而有利于降低反应活化能。 电介常数有机物为7-10，水为80。 酶催化机制 几种常见酶的结构与功能 蛋白酶 蛋白酶是催化肽键水解的一类酶的总称。尽管肽键的水解在能量学上是十分有利的，但如果没有蛋白酶的催化，一个肽键在中性pH和25℃条件下大概需要300年~600年的时间才能完成水解。 根据活性中心催化基团的性质，蛋白酶可以分为四类： （1）丝氨酸蛋白酶——其催化基团包括1个不可缺少的Ser残基，DIFP是它们的不可逆抑制剂； （2）金属蛋白酶——其活性中心结合金属离子，酶活性绝对需要金属离子，金属离子的螯合剂EDTA或邻菲罗啉的存在可导致其活性的丧失； （3）天冬氨酸蛋白酶——其催化基团包括两个重要的Asp，在偏碱性的pH下无活性； （4）巯基蛋白酶——其催化基团包括1个Cys的巯基，巯基试剂为它们的不可逆抑制剂。 蛋白酶 所有蛋白酶在催化过程中都经历四面体的过渡态，该过渡态形成的原因是反应涉及一个亲核基团进攻肽键的羰基碳。 如果是丝氨酸蛋白酶和巯基蛋白酶，进攻的亲核基团分别是Ser残基的羟基和Cys残基的巯基，否则就是水分子。丝氨酸蛋白酶和巯基蛋白酶的催化机理中包括共价催化，脂酰基酶是酶与底物的共价中间物，而金属蛋白酶和天冬氨酸蛋白酶催化的反应更为直接，没有共价催化。 例如： 丝氨酸蛋白酶 这一类蛋白酶以一个特定的Ser残基作为必需的催化基团，属于该家族成员的有胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶、激肽释放酶原、凝血酶、纤溶酶和组织型纤溶酶原激活剂。 丝氨酸蛋白酶的催化机制属于共价催化和广义酸碱催化的混合体，由三个不变的氨基酸残基构成的催化三元体（Ser、His和Asp）起主导作用，这三个氨基酸残基任何一种突变或修饰（例如，Ser被DIPF修饰）均可导致酶活性的丧失。　　　 虽然各种丝氨酸蛋白酶具有高度的同源性，但构成催化三元体的三个氨基酸残基在肽链中的位置并不完全相同。然而，酶学家已达成共识，将这三个氨基酸残基总是进行一样的编号，即His57、Asp102和Ser195。它们在催化中的具体功能是：（1）Ser195充当进攻底物的亲核基团；（2）His57作为广义的酸碱催化剂；（3）Asp102 的功能仅仅是定向His57，影响H