《酶的結(jié)構(gòu)與功能的》

1、1 酶的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系酶的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 組員：王佩 楊海偉 陳凱 劉銳 周漢 2 2.酶的分子組成（按化學(xué)組成）； 3.酶的活性中心； 主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： 1.酶的分類（按結(jié)構(gòu)）； 3 大部分酶是蛋白質(zhì)，因此酶分子也具有一、二、三 級或四級結(jié)構(gòu)。不同的酶具有不同的結(jié)構(gòu)，根據(jù)酶分子 的結(jié)構(gòu)特點和大小可將酶分為3類： 單體酶單體酶(monomeric enzyme) 寡聚酶寡聚酶(oligomeric enzyme) 多酶體系多酶體系 （multienzyme system） 多酶復(fù)合體多酶復(fù)合體(multienzyme complex) 多功能酶（多功能酶（multifunctional

2、 enzyme) . 1.酶的分類（按結(jié)構(gòu)）酶的分類（按結(jié)構(gòu)） 4 單體酶單體酶：由一個具有三級結(jié)構(gòu)的酶蛋白組成的酶分子。 單體酶一般只由一條肽鏈組成，也可有多條肽鏈組成。 多酶體系：多酶體系：a.多酶復(fù)合體多酶復(fù)合體，由幾種酶彼此嵌合形成復(fù)合體,有 利于一系列反應(yīng)的進行。如脂肪酸合成酶系。由7種酶圍饒著 小分子物質(zhì)-?；d體蛋白(ACP)形成球狀,其中若1種酶失活或 解體,則喪失整個活性。b.多功能酶（串聯(lián)酶），多功能酶（串聯(lián)酶），由一條多肽 鏈組成卻具有多種不同催化功能的酶。 寡聚酶：寡聚酶：由兩個或多個亞基（或肽鏈）組成的酶。寡聚酶 中亞基的種類可以相同，也可以不同。由兩個或多個相同 的

3、亞基組成的稱為均一寡聚酶。多肽鏈之間通常以非共價 鍵相連。 5 多酶復(fù)合體多酶復(fù)合體 HS-ACP 多功能酶多功能酶 脂肪酸合成酶系脂肪酸合成酶系 6 2.酶的分子組成酶的分子組成 單純酶單純酶 (simple enzyme) 結(jié)合酶結(jié)合酶 (conjugated enzyme) 脫輔基酶（酶蛋白） （apoenzyme） 輔因子 (cofactor) 輔酶 (coenzyme) 輔基 (prosthetic) 7 單純酶單純酶即單成分酶，僅由蛋白質(zhì)或核糖核酸組成； 結(jié)合酶結(jié)合酶即雙成分酶，除了蛋白質(zhì)或核糖核酸以外，還需要 有其他成分。分子中蛋白質(zhì)部分稱為脫輔基酶或酶蛋白； 非蛋白質(zhì)部分稱為輔

4、因子。 全酶=酶蛋白（或酶RNA）+輔因子 注意注意：酶蛋白加上相應(yīng)的輔因子構(gòu)成的完整分子稱為 全酶。只有全酶形式才具有活性，單獨的酶蛋白及輔 因子是沒有催化活性的。 8 酶蛋白酶蛋白-與底物結(jié)合，決定反應(yīng)的專一性和高效率。 輔因子輔因子-直接對電子、原子或某些化學(xué)基團起傳遞作用，決 定反應(yīng)的類型。 輔酶輔酶(coenzyme) ：與酶蛋白結(jié)合比較疏松的小分子 有機化合物。用透析方法或超濾可除去。 輔基輔基(prosthetic group) ：與酶蛋白牢固結(jié)合的物質(zhì)。用透析 方法或超濾不易除去。 注意：輔基和輔酶的區(qū)別只在于它們與酶蛋白結(jié)合的牢固 程度不同，并無嚴格界限。 體內(nèi)酶的種類很多，

5、而輔酶（輔基）的種類卻較少，通常一 種酶蛋白只能與一種輔酶（輔基結(jié)合）成為一種專一性的酶， 但一種輔基往往能與不同的酶蛋白結(jié)合構(gòu)成許多專一性酶。 9 輔酶和輔基的化學(xué)本質(zhì)輔酶和輔基的化學(xué)本質(zhì)主要是兩類物質(zhì)： 1.金屬離子：Cu2+、Zn2+、Mg2+、Mn2+、Fe3+等； 2.小分子有機物（幾乎全是B族維生素類衍生物）： 維生素、鐵卟啉等； 作用：作用： 輔酶或輔基在酶催化的反應(yīng)中主 要起著傳遞氫、傳遞電子、傳遞原子 或化學(xué)基團等作用。 10 金屬離子金屬離子的的作用作用： （1）作為活性中心的催化基團參與反應(yīng)傳遞電子； （2）搭橋作用：在酶與底物之間起橋梁作用； （3）穩(wěn)定構(gòu)象：幫助酶分子

6、形成酶活性所必需 構(gòu)象； （4）中和陰離子而降低反應(yīng)中的靜電斥力。 小分子有機物的作用：小分子有機物的作用： 參與酶的催化過程，在反應(yīng)中傳遞電子、質(zhì)子 或一些基團。 11 3.酶的活性中心酶的活性中心 必需基團：必需基團：與酶催化活性直接相關(guān)的化學(xué)基團。必 需基團多數(shù)位于酶的活性中心，直接與底物結(jié)合，或直 接參與催化底物的反應(yīng)；少數(shù)必需基團位于活化中心以 外，它們可以穩(wěn)定酶的分子構(gòu)象。對催化活性起間接作 用。 結(jié)合基團：結(jié)合基團：活化中心的主要必需基團中能與底物結(jié)合 的基團。 催化基團：催化基團：活化中心的主要必需基團中能直接作用于 底物的某些化學(xué)鍵，參與催化底物的反應(yīng)的基團。 12 酶分子中

7、酶分子中AA殘基的分類殘基的分類： 接觸殘基：接觸殘基：直接與底物接觸的基團。 輔助殘基：輔助殘基：不與底物接觸，對接觸殘基的功 能有促進作用。 結(jié)構(gòu)殘基：結(jié)構(gòu)殘基：與酶的活性不發(fā)生直接關(guān)系，但 可穩(wěn)定酶的分子構(gòu)像。 非貢獻殘基：非貢獻殘基：除上述3類必需基團外，酶分 子的其他所有殘基。 13 活性中心活性中心（活性部位）活性部位）： 酶分子上必須基團比較集中并構(gòu)成一定空間 構(gòu)象、與酶的活性直接相關(guān)的結(jié)構(gòu)區(qū)域。 活性中心里出現(xiàn)頻率最高的活性中心里出現(xiàn)頻率最高的AA： Ser, His, Asp, Glu, Tyr, Lys, Cys 14 單純酶：單純酶： 酶分子在三維結(jié)構(gòu)中比較靠近的少數(shù)幾個

8、氨基酸殘基或 是這些殘基上的某些基團，它們在一級結(jié)構(gòu)上相距甚遠甚至 不在同一條肽鏈上，通過肽鏈的盤繞折疊而在空間結(jié)構(gòu)上相 互靠近，形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的區(qū)域-活性中心。 溶菌酶的活性中心溶菌酶的活性中心 15 結(jié)合酶：結(jié)合酶： 活性中心即輔酶分子，或輔酶上的某一部分 結(jié)構(gòu)，以及與輔酶分子在結(jié)構(gòu)上緊密偶聯(lián)的蛋白 質(zhì)結(jié)構(gòu)區(qū)域。 己糖激酶的活性中心 16 活性中心是活性中心是直接將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的部位。直接將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的部位。 它通常包括兩個部分： （1）結(jié)合中心：與底物結(jié)合的部分。 決定酶的專一性。 （2）催化中心：促進底物發(fā)生化學(xué)變 化的部分。決定酶所催化反應(yīng)的性質(zhì)。 注意：酶的活性中心一般只有一個。催化中心常常只有一個，包括2 個或3個氨基酸殘基。結(jié)合中心則隨酶而異，有的僅一個，有的有數(shù)個。 每個結(jié)合中心的氨基酸數(shù)目也很不一致。 17 活性部位的基團都是必需基團活性部位的基團都是必需基團，但必需基，但