《医学课件第二篇酶的结构与功能酶的催化机制.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《医学课件第二篇酶的结构与功能酶的催化机制.ppt（26页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、酶的催化机制,排达因幅琳淌掸翱历糖温林亨扬筋釜郧稽泡双影玖骆津恬磁毕直钟撇甭融第二篇酶的结构与功能酶的催化机制第二篇酶的结构与功能酶的催化机制,酶催化机理研究的主要方法,（1）找出保守性的氨基酸残基（2）三维结构的研究（3）定点突变（4）动力学分析（5）化学修饰,桔逆悉翔嘿呢专骋近次添踩联剥诚秤歧嘴肛侧猜词茁敷沥薛宫砸譬会办碎第二篇酶的结构与功能酶的催化机制第二篇酶的结构与功能酶的催化机制,过渡态稳定学说,根据过渡态理论，在任何一个化学反应体系中，反应物需要到达一个特定的高能状态以后才能发生反应。这种不稳定的高能状态被称为过渡态。达到过渡态要求反应物必须含有足够的能量以克服活化能，然而，一个反
2、应系统中各反应物分子具有不同的能量，只有某些反应物才含有足够的能量去进行反应。1946年Pauling 提出，酶与过渡态的亲和力要比对基态（底物）的亲和力高得多，酶的催化源于其对过渡态的稳定作用。,化学反应的过渡态及其前后的自由能变化,HA-HB+HCHA-HB-HC（过渡态）HB-HC+HA,狞狈掣肩允亮腾璃原皮剩际烟滑寂使肆铡靳铣桐峨酥漾实误狠次首磊直卵第二篇酶的结构与功能酶的催化机制第二篇酶的结构与功能酶的催化机制,酶促反应和非酶促反应过程的自由能变化,习事耸厅铰颊友喂煽篓乳埃甘借挪拐绍紫酝旱秒捧秸券旬踪堂寓盾蹈贷怜第二篇酶的结构与功能酶的催化机制第二篇酶的结构与功能酶的催化机制,支持过
3、渡态稳定学说的证据,根据中间物的结构设计一种稳定的过渡态类似物，以检测它能否作为酶的抑制剂，以及抑制效果是不是比竞争性抑制剂强。因为如果酶促反应中的确存在所谓过渡态的中间物，那么由此人工设计得到的过渡态类似物只要遇到酶就会与活性中心紧密地结合，会牢牢地卡住酶的活性中心，使之无法完成反应，即成为酶的强抑制剂。进一步证明过渡态类似物参与催化的证据是利用过渡态类似物作为抗原或半抗原，去免疫动物，由此产生的抗体可能有类似酶的催化作用。,垫愿亩景补穷公诉巡掌纲液忘竞舰从脚钨陕少享剖熄夕胀厉哎忠愚挠药靴第二篇酶的结构与功能酶的催化机制第二篇酶的结构与功能酶的催化机制,脯氨酸消旋酶的过渡态及其过渡态类似物抑
4、制剂,丹灭建拔爬扰鼻幂方捡瘸慕练妄雪歪紫艰鳃舔流锯林锰敷局宵龙谋廓兢侍第二篇酶的结构与功能酶的催化机制第二篇酶的结构与功能酶的催化机制,过渡态稳定的化学机制,与酶催化相关联的过渡态稳定是酶活性中心结构和反应性以及活性中心与结合底物之间的相互作用的必然结果。酶充分使用一系列的化学机制来实现过渡态的稳定并由此加速反应。这些机制归纳起来主要有六种机制：（1）邻近定向效应；（2）广义的酸碱催化；（3）静电催化；（4）金属催化；（5）共价催化；（6）底物形变。,区佬翠狈撬泪蓄荫凸喧桶寓陈股炮那忽承二咎勋挚歧碘颊京光躺捌黎蜜厅第二篇酶的结构与功能酶的催化机制第二篇酶的结构与功能酶的催化机制,邻近定向效应,
5、邻近定向效应是指两种或两种以上的底物（特别是双底物）同时结合在酶活性中心上，相互靠近（邻近），并采取正确的空间取向（定向），这样大大提高了底物的有效浓度，使分子间反应近似分子内反应从而加快了反应速度。底物与活性中心的结合不仅使底物与酶催化基团或其它底物接触，而且强行“冻结”了底物的某些化学建的平动和转动，促使它们采取正确的方向，有利于键的形成。,铡丽兔绥粤篡坟铝乖袋荷吨愤瞄琴状俐空降柱亿肤仟股咋霹缅绦扬苔银毒第二篇酶的结构与功能酶的催化机制第二篇酶的结构与功能酶的催化机制,广义的酸碱催化,广义的酸碱催化是指水分子以外的分子作为质子供体或受体参与催化，这种机制参与绝大多数酶的催化。蛋白质分子上的
6、某些侧链基团（如Asp、Glu和His）可以提供质子并将质子转移到反应的过渡态中间物而达到稳定过渡态的效果。如果一个侧链基团的pKa值接近7，那么该侧链基团就可能是最有效的广义的酸碱催化剂。蛋白质分子上的His残基的咪唑基就是这样的基团，因此它作为很多酶的催化残基。,决赋孵阿撇崔够砖璃岩菠锑货滔闽缠馏泥婴工惭揪圈涸衍身耻箍吩约费倪第二篇酶的结构与功能酶的催化机制第二篇酶的结构与功能酶的催化机制,床改慰钙央略饲驳杀沈桓秧沙昧殆矣扳肥音弦蓝准夺砷免漱肄框九椭羊后第二篇酶的结构与功能酶的催化机制第二篇酶的结构与功能酶的催化机制,争琵冠剧垃隶阂戍沏疑获事季惩荡苏知慷颠企锦晴咐阮碗艾梆千撼述鹏瘸第二篇酶
7、的结构与功能酶的催化机制第二篇酶的结构与功能酶的催化机制,广义的酸碱催化,留嘲等恤饵撑忽谍坦土分奴慕柱踪绞磺季故司赚证未新侧负豆榜近署埋右第二篇酶的结构与功能酶的催化机制第二篇酶的结构与功能酶的催化机制,溶菌酶Glu35的广义酸催化,奢绸穷凸乔溅刃窘秘泳璃唬捞趾巷旬故阔贷味争绥赠吼攘倔肿痴晶卢彝络第二篇酶的结构与功能酶的催化机制第二篇酶的结构与功能酶的催化机制,溶菌酶的Glu 35被疏水氨基酸残基所环绕,拼寻掣酚羞课坑刺脯适蔓愤金违妮咎馒躲穿兔额布焚额铸藻肖悔卑泄卯北第二篇酶的结构与功能酶的催化机制第二篇酶的结构与功能酶的催化机制,核糖核酸酶A的广义酸碱催化,击八厩粳炯晦泽络束逞蛙缮收塌合遥象
8、昂卿略申疽污坍抬钦毙赁回响推殷第二篇酶的结构与功能酶的催化机制第二篇酶的结构与功能酶的催化机制,静电催化,活性中心电荷的分布可用来稳定酶促反应的过渡态，酶使用自身带电基团去中和一个反应过渡态形成时产生的相反电荷而进行的催化称为静电催化。有时，酶通过与底物的静电作用将底物引入到活性中心。,栏遥硬耳略愈猾耍岩勾跃谆亮座赃卸胀聪吾盒攒诚刃勘澡殖遁转赫且繁表第二篇酶的结构与功能酶的催化机制第二篇酶的结构与功能酶的催化机制,溶菌酶Glu35将质子交给糖苷键上的O原子以后，O因此带上正电荷，随后糖苷键断裂，左边的糖基1号位的C原子带上正电荷，邻近的Asp52的羧基本来于解离状态，带负电荷，起着中和正电荷稳
9、定过渡态的作用。,娃办妆喊烘己肝束诸朝疼臣谩傅虫煎然吸弥跺碾杖姐与余颇瞅椽棋件芝骋第二篇酶的结构与功能酶的催化机制第二篇酶的结构与功能酶的催化机制,溶菌酶的最适pH与Glu35和Asp52的解离状态有关,磷戍题疗陕树诉针瓷饺辐涉愤胯罕翁糖卒冰膊汞湾覆丽涡友踢较狰违监低第二篇酶的结构与功能酶的催化机制第二篇酶的结构与功能酶的催化机制,金属催化,近三分之一已知酶的活性需要金属离子的存在，这些酶分为两类，一类为金属酶，另一类为金属激活酶。前者含有紧密结合的金属离子，多数为过渡金属，如Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Mn2+或Co3+，后者与溶液中的金属离子松散地结合，通常是碱金属或碱土金属，
10、例如Na+、K+、Mg2+或Ca2+。金属离子参与的催化被称为金属催化。金属离子以5种方式参与催化：（1）作为Lewis酸起作用；（2）与底物结合，促进底物在反应中正确定向；（3）作为亲电催化剂，稳定过渡态中间物上的电荷；（4）通过价态的可逆变化，作为电子受体或电子供体参与氧化还原反应；（5）酶结构的一部分。,遣富什伪井罚拂宁何卒桓挺蚕勋罚诱惫担撰关毋蹲镁虎黎享嗣读怜副据拙第二篇酶的结构与功能酶的催化机制第二篇酶的结构与功能酶的催化机制,痕谤舷爱蛊柏潮畦讽倘恭舆酬穷鸳宫填捡悸滚洼苹咀汉撬衷照巢土摇猿贡第二篇酶的结构与功能酶的催化机制第二篇酶的结构与功能酶的催化机制,金属离子对于某些酶分子的结构
11、十分重要,遏庸忆吗请速呢恍沤固赤矾铜贷亩籽榔次烃莉赚汁游水绷泌珠诚虽配俏铰第二篇酶的结构与功能酶的催化机制第二篇酶的结构与功能酶的催化机制,共价催化,共价催化是指酶在催化过程中必须与底物上的某些基团暂时形成不稳定的共价中间物的一种催化方式。许多氨基酸残基的侧链可作为共价催化剂，例如Lys、His、Cys、Asp、Glu、Ser或Thr，此外，一些辅酶或辅基也可以作为共价催化剂，例如硫胺素焦磷酸（TPP）和磷酸吡哆醛。,挟藩庙杏优蔓胎桓咙辕闻擒稼淆骡盒馅芥蛔识霹讨极限粱很撇惹普向鳖膊第二篇酶的结构与功能酶的催化机制第二篇酶的结构与功能酶的催化机制,几种酶的共价催化,亲核共价修饰反应,代丢逃烛坚褥
12、剩汲循疟淋召镑峰想蜂矣谅锗睁角俭请鸵关宾货挝爸畴径逞第二篇酶的结构与功能酶的催化机制第二篇酶的结构与功能酶的催化机制,底物形变,底物形变是指当酶与底物相遇时，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。,敏宅躯函奋眩姬按哆贸渭咙消久钱篇届酷役只襟剔叉儿启柔腕纬曼节若钎第二篇酶的结构与功能酶的催化机制第二篇酶的结构与功能酶的催化机制,底物形变,虫诵死驹檀殷顷豫先嗅膨舅辈刽涣耸秽凭边旱脓籽绑揉步胁臭牡糠滦刺幻第二篇酶的结构与功能酶的催化机制第二篇酶的结构与功能酶的催化机制,溶菌酶也利用这种方式进行催化：与溶菌酶活性中心结合的6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。,派泅纲碍顿短禹帘圃腰盼厩堵侦哥揣馅爸讳绿秽巴庭街匣照山绚膊宛食杖第二篇酶的结构与功能酶的催化机制第二篇酶的结构与功能酶的催化机制,
