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1、第十章 酶作用的结构基础,第一节:酶活性中心结构:一、酶活性中心概念:二、酶活性中心组成:结合中心:结合基团微环境催化中心:催化基团微环境三、酶活性中心的测定:化学修饰法:反应动力学法:光谱法:专一性抑制剂研究法:差示标记法:亲和标记法:X光衍射分析法:,第二节:酶和底物结合机理:一、锁钥学说:二、三点附着理论:,三、诱导契合学说:Induced-fit hypothesis,第三节、酶催化反应机理:一、催化剂降低反应活化能的方式:1.中间态稳定化作用2.过渡态去稳定化作用:,1.中间态稳定化作用,2.过渡态去稳定化作用:,二、酶作用机理:1.邻近效应和定向效应:2.底物形变:3.酸碱催化作用
2、:4.亲和亲电催化:5.微环境的效应,一、邻近效应Proximity、定向效应Orientation,底物分子A、B 结合在酶活性中心,失去活动自由能,A、B反应 进入过渡态所需的能量大大降低。,a:反应物的反应基团和催化基团不靠近,也 不彼此定向b:两个基团虽靠近,但不定向,还不利反应 c:两个基团即靠近又定向,有利于反应,c,化学反应分子轨道理论:对称性匹配最高占据电子轨道 HOMO最低非占据电子轨道 LUMO能量相当、重叠最大、对称性允许酶催化反应:酶分子的参与,导致底物敏感键基团电子云密度增加或减少,改变敏感键电子组态,使敏感键产生电子张力,发生形变。酶分子构象也发生变化,形成酶底物复
3、合物。适合于诱导契合学说。,二、底物形变(Distortion)产生张力(Strain),底物发生形变,底物分子和酶分子都发生变化,三、酸碱催化和质子转移通路,酸碱催化:Acid-Base catalysis狭义的酸碱催化剂(Specific acid-base catalyst):H+、OH-广义的酸碱催化剂(General acid-base catalyst):质子供体和质子受体的催化,电子受体和电子供体的催化。Lewis 酸 和 Lewis碱的催化咪唑基:氨基:-NH3+-NH2+H+羧基:-COOH-COO-+H+巯基:-SH-S-+H+羟基:-OH-O-+H+酚基:-C6H4-OH
4、-C6H4-O-+H+,羧基咪唑基磷酸之间质子转移通道:,四、共价催化:Cavalent catalysis亲核反应:Nucleophilic reaction亲电反应:Electrophilic reaction酶的亲核催化作用:,丝氨酸酶:与底物酰基形成酰基酶巯基酶:巯基与底物形成硫酯键组氨酸类酶:咪唑基被磷酸化赖氨酸类酶:氨基与底物的羰基形成西佛碱中间物,酶的亲电催化作用:,五、酶活性中心微环境的影响酶活性中心的特殊环境,低介电常数的介质有利于电荷之间相互作用。有利于酶底物中间物的形成和稳定。酶催化机理的研究方法:研究酶活性中心基团组成酶底物结合方式:光谱学低温酶学过渡态研究。酶底物类似物,