《酶作用的機(jī)制》ppt課件

1、酶作用專(zhuān)注性的機(jī)制酶作用專(zhuān)注性的機(jī)制酶作用高效性的機(jī)制酶作用高效性的機(jī)制必需基團(tuán)必需基團(tuán)essential group)關(guān)系到酶催化作用的化學(xué)基團(tuán)關(guān)系到酶催化作用的化學(xué)基團(tuán)eg. 組氨酸的咪唑基、絲氨酸的羥基、半胱氨組氨酸的咪唑基、絲氨酸的羥基、半胱氨酸的巰基等。酸的巰基等?；钚灾行幕钚灾行腶ctive center或活性部位或活性部位酶分子上必需基團(tuán)比較集中并構(gòu)成一定空間構(gòu)酶分子上必需基團(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)的構(gòu)造區(qū)域。象、與酶的活性直接相關(guān)的構(gòu)造區(qū)域。酶的活性部位中心由結(jié)合部位和催化部位酶的活性部位中心由結(jié)合部位和催化部位組成。組成。Binding cleft o

2、f lysozyme: amino acid residues that contact the substrate are in green, catalytic residues are orange酶作用專(zhuān)注性的機(jī)制酶作用專(zhuān)注性的機(jī)制沈同沈同 p275結(jié)合部位結(jié)合部位酶作用的專(zhuān)注性酶作用的專(zhuān)注性鑰匙學(xué)說(shuō)鑰匙學(xué)說(shuō)誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)“三點(diǎn)附著假說(shuō)三點(diǎn)附著假說(shuō)By Emil Fischer in 1894 By Daniel Koshland in 1958The induced conformational change in hexokinase.構(gòu)造專(zhuān)注性構(gòu)造專(zhuān)注性絕對(duì)專(zhuān)注性絕對(duì)專(zhuān)

3、注性相對(duì)專(zhuān)注性鍵專(zhuān)注性相對(duì)專(zhuān)注性鍵專(zhuān)注性立體異構(gòu)專(zhuān)注性立體異構(gòu)專(zhuān)注性旋光異構(gòu)旋光異構(gòu)(D, L)幾何異構(gòu)順、反幾何異構(gòu)順、反Serine proteaseActive site pockets of two serine proteases.Elastin-Ala催化部位催化部位酶作用的高效性酶作用的高效性 接近和定向效應(yīng)接近和定向效應(yīng) 張力學(xué)說(shuō)經(jīng)過(guò)底物扭曲導(dǎo)致催化張力學(xué)說(shuō)經(jīng)過(guò)底物扭曲導(dǎo)致催化共價(jià)催化親核和親電催化共價(jià)催化親核和親電催化 廣義酸堿催化廣義酸堿催化親核試劑：親核試劑： 具有給予電子對(duì)的劇烈傾向的基團(tuán)具有給予電子對(duì)的劇烈傾向的基團(tuán)親電試劑：具有接受電子對(duì)的劇烈傾向的基團(tuán)親電試劑：具

4、有接受電子對(duì)的劇烈傾向的基團(tuán)親核催化：假設(shè)催化反響的速度完全或部分親核催化：假設(shè)催化反響的速度完全或部分地被底物從催化劑接受電子對(duì)這一步所控制地被底物從催化劑接受電子對(duì)這一步所控制親電催化：假設(shè)催化反響的速度完全或部分親電催化：假設(shè)催化反響的速度完全或部分地被催化劑從底物接受電子對(duì)這一步所控制地被催化劑從底物接受電子對(duì)這一步所控制note part p44The structure of chymotrypsinChymotrypsin 的活性區(qū)的活性區(qū)Catalytic triad: Asp102His57Ser195 charge relay Acylation: Acylation: 切

5、開(kāi)后切開(kāi)后 N-peptide N-peptide 共價(jià)結(jié)合在酶上共價(jià)結(jié)合在酶上 (Ser195) (Ser195) Deacylation: Deacylation: 加水分解后釋放加水分解后釋放 N-peptide (slow step) N-peptide (slow step)Nitrophenyl acetate (Nitrophenyl acetate (作用很慢的底物類(lèi)似似物作用很慢的底物類(lèi)似似物) ) His 57 (pKa = 6): 當(dāng)環(huán)境當(dāng)環(huán)境 pH 9, NH3+ 失去失去 H+ (不帶電不帶電)Ser 195: DIFP 可與可與 Ser-OH 反響反響 失去活性失去

6、活性Juang RH (2004) BCbasicsAsp102His57Ser195HHChymotrypsin 順序式催化反響順序式催化反響 A1NCCNHOOCHOCCNCCNH2OCheck substrate specificityAsp102His57Ser195HHChymotrypsin順序式催化反響順序式催化反響 A2NCCNHOOCHOCCNCCNH2OFirst Transition StateHHChymotrypsin順序式催化反響順序式催化反響 A3NCCNHOOCHOCCNCCNH2OAcyl-Enzyme IntermediateHChymotrypsin順序式

7、催化反響順序式催化反響 D1N-HCCNHOOCHOCCNCCNH2OHOHAcyl-Enzyme Water IntermediateHChymotrypsin順序式催化反響 D2OOCCNCCNH2HSecond Transition StateOHHChymotrypsin順序式催化反響 D3OCCNCCNH2OOHDeacylationH O ONCCNCC NCCNCC R H RChymotrypsin 活性區(qū)還有專(zhuān)注性結(jié)合區(qū)活性區(qū)還有專(zhuān)注性結(jié)合區(qū)O -CSer催化區(qū)絲氨酸蛋白酶的專(zhuān)注性不同絲氨酸蛋白酶的專(zhuān)注性不同酶活性區(qū)酶活性區(qū)TrypsinChymotrypsinElastase切切 Lys, Arg切切 Trp, Phe, Tyr切切 Ala, GlyNon-polarpocketDeep and negati