《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(diǎn)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(jìn)行。如脂肪酸合成酶系。由7種酶圍饒著 小分子物質(zhì)-酰基載體蛋白(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(dú)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(tuán)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(jī)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(yán)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(jī)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(tuán)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(tuán)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(jī)物的作用：小分子有機(jī)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(tuán)。 11 3.酶的活性中心酶的活性中心 必需基團(tuán)：必需基團(tuán)：與酶催化活性直接相關(guān)的化學(xué)基團(tuán)。必 需基團(tuán)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(tuán)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(tuán)：結(jié)合基團(tuán)：活化中心的主要必需基團(tuán)中能與底物結(jié)合 的基團(tuán)。 催化基團(tuán)：催化基團(tuán)：活化中心的主要必需基團(tuán)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(tuán)。 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(tuán)。 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(jìn)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(xiàn)殘基：非貢獻(xiàn)殘基：除上述3類必需基團(tuán)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(tuán)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(tuán)，它們在一級結(jié)構(gòu)上相距甚遠(yuǎn)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(jìn)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(tuán)都是必需基團(tuán)活性部位的基團(tuán)都是必需基團(tuán)，但必需基，但