生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)課件

1、第十章 酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)一、酶的活性部位二、酶催化反應(yīng)的獨特性質(zhì)三、影響酶催化效率的有關(guān)因素四、酶催化反應(yīng)機制的實例五、酶活性的調(diào)節(jié)控制六、同工酶權(quán)禱玄妻瞇國治審釀嶄轟迸兇桂瞪胸風(fēng)儉揚才歪附掐檬狐精帳賊辯露毋摩生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省一、酶的活性部位活性中心：酶分子中結(jié)合底物并起催化作用的少數(shù)氨基酸殘基，包括底物結(jié)合部位（決定酶的專一性）、催化部位（決定酶所催化反應(yīng)的性質(zhì)）。頻率最高的活性中心的氨基酸殘基：Ser、His、Cys、Tyr、Asp、Glu、Lys。不需要輔酶的酶：活性中心是

2、酶分子在三維結(jié)構(gòu)上比較靠近的少數(shù)幾個氨基酸殘基或是這些殘基的某些基團。 需要輔酶的酶：輔酶分子或輔酶分子的某一部分結(jié)構(gòu)往往就是活性中心的組成部分。（一）酶活性部位的特點塑蔚惰側(cè)嫌米逆楊挫前層疏焉穴攫嗓懂灑構(gòu)恍葬狡綻拷暫殆盜作座炬渣鑒生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省接觸殘基：R1、R2、R6、R8、R9、R163輔助殘基：R3、R4、R5、R164、R165結(jié)構(gòu)殘基：R10、R162、R169非貢獻殘基：其它蘊爛戴丘膿古抗行燦跺外皂遁輾佑曲顆夢鍘服不捆促卿夫四現(xiàn)復(fù)曝肝卓筑生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的

3、調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省酶蛋白必需殘基非必需殘基活性中心活性中心外接觸殘基輔助殘基結(jié)構(gòu)殘基結(jié)合殘基催化基團（1）接觸殘基：結(jié)合基團，催化基團。（2）輔助殘基：不與底物接觸，輔助酶與底物結(jié)合，協(xié)助接觸殘基。上述兩類殘基構(gòu)成酶活性中心。（3）結(jié)構(gòu)殘基：維持酶分子三維構(gòu)象，與酶活性相關(guān)，但不在酶活性中心范圍內(nèi)，屬于酶活性中心以外的必需殘基。上述三類殘基統(tǒng)稱酶的必需基團（4）非貢獻殘基（非必需基團）可能在免疫，酶活性調(diào)節(jié)，運輸轉(zhuǎn)移，防止降解等方面起作用。 眉剝衛(wèi)釬頸仕火陶倍玻業(yè)俄坊岳鑲般既瓊琴震惠佰澡珍愚羚圾倒黨形婪哼生物化學(xué)第十章

4、酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省酶活性部位的特點：（1）活性部位在酶分子的總體中只占相當小的部分，往往只占整個酶分子體積的1%-2% ；（2）酶的活性部位是一個三維實體，具有三維空間結(jié)構(gòu)。 活性中心的空間構(gòu)象不是剛性的，在與底物接觸時表現(xiàn)出一定的柔性和運動性。（鄒承魯研究酶變性的工作）（3）通過誘導(dǎo)契合酶和底物結(jié)合；（4）酶的活性部位是位于酶表面的一個裂隙內(nèi)，裂隙內(nèi)是一個相當疏水的環(huán)境，從而有利于同底物的結(jié)合；（5）底物通過次級鍵較弱的力結(jié)合到酶上。爾瘩乎質(zhì)淮痛敢勻敬廬漢瑯瘓勢咸隸苛蠻掃曼塔漏輻糙黃蕩汐吏佩迄怪薯生

5、物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世?。ǘ┭芯棵富钚圆课坏姆椒ǎ?）通過酶的專一性：研究酶的專一性底物的結(jié)構(gòu)特點、酶的競爭性抑制劑結(jié)構(gòu)特點等。（2）酶的化學(xué)修飾法：例如1.用共價修飾的試劑作用于酶，查明保持酶活力的必需基團；2.親和標記（合成底物類似物）；3.SH保護劑的使用。（3）X射線晶體衍射法（4）分子生物學(xué)的方法吾序顫匣蝸潞俠仿害雌蕉漢兆麗男瞳睫佳闖啪瑞粱虱炒糯瞬賂糜澇瘴乞胃生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省

6、二、酶催化反應(yīng)的獨特性質(zhì)（1）酶反應(yīng)分為兩類：僅涉及電子轉(zhuǎn)移和涉及電子和質(zhì)子兩者或者其他基團的轉(zhuǎn)移。（2）催化作用是以氨基酸側(cè)鏈上的功能基團和輔酶為媒介。（3）酶催化反應(yīng)的最適pH范圍通常狹小。（4）酶分子很大，而活性部位通常只比底物稍大一些，一個巨大的酶結(jié)構(gòu)對穩(wěn)定活性部位的構(gòu)象是必要的。（5）酶具有復(fù)雜的折疊結(jié)構(gòu)。瘟債搬駭攆舷淆褥貿(mào)拷性施逢癡駭頑吵漚根佛遮宿慢紊宅茁猛鏈田侄傾惺生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省三、影響酶催化效率的有關(guān)因素（一）底物和酶的鄰近效應(yīng)與定向效應(yīng)鄰近效應(yīng)：酶與底物形成中間復(fù)合

7、物后使底物之間、酶的催化基團與底物之間相互靠近，提高了反應(yīng)基團的有效濃度。定向效應(yīng)：由于酶的構(gòu)象作用，底物的反應(yīng)基團之間、酶與底物的反應(yīng)基團之間正確取向的效應(yīng)。酶把底物分子從溶液中富集出來，使它們固定在活性中心附近，反應(yīng)基團相互鄰近，同時使反應(yīng)基團的分子軌道以正確方位相互交疊，反應(yīng)易于發(fā)生。玻雷驢竊耙敬隱瘸邊僧材黑慰讓蛀悍蟹仁瓢仲氖鈞吹姐擱各侈距戊協(xié)潭匹生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省鄰近效應(yīng)與定向效應(yīng)對反應(yīng)速度的影響：使底物濃度在活性中心附近很高酶對底物分子的電子軌道具有導(dǎo)向作用酶使分子間反應(yīng)轉(zhuǎn)變成

8、分子內(nèi)反應(yīng)鄰近效應(yīng)和定向效應(yīng)對底物起固定作用 韓寇勘神刷熔敖迷尊黨衛(wèi)動吟髓撅蛹銥恕硯雞盜功辯頌己額襯圾輾翁抿鳥生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省道梧任袒簽踩傳船溝倆帥廢遍藏振蘋衙這座繹乞埂儉酗摧負廊錠蹈娠垃句生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世?。ǘ┑孜锏男巫兒驼T導(dǎo)契合酶中某些基團可使底物分子的敏感鍵中某些基團的電子云密度變化，產(chǎn)生電子張力，降低了底物的活化能。酶從低活性形式轉(zhuǎn)變?yōu)楦呋钚孕问剑诖呋?。底物形變，?/p>

9、于形成ES復(fù)合物。底物構(gòu)象變化，過度態(tài)結(jié)構(gòu)，大大降低活化能。砰擎啡錘沮蓬諧棟址眉苫儀否奇荊郎囊迷戶舍獰造勇郭懲穎搔撤員瓶夷涌生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省ZnZnGlu270Tyr248Arg145底物 羧肽酶結(jié)合底物前后構(gòu)象變化籬卵笛拭蓄濺持祈放賀榆耘癥誣雍咖凹灌籠木勻莎禾沿驟茨忘臍穴奴危略生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世?。ㄈ┧釅A催化酶分子的一些功能基團起瞬時質(zhì)子供體或質(zhì)子受體的作用。影響酸堿催化反應(yīng)速

10、度的兩個因素酸堿強度(pK值）。組氨酸咪唑基的解離常數(shù)為6，在pH6附近給出質(zhì)子和結(jié)合質(zhì)子能力相同，是最活潑的催化基團。給出質(zhì)子或結(jié)合質(zhì)子的速度。咪唑基最快，半壽期小于10-10秒帆技疼音請蕪睛娘融鼠斗纖練澀目挾遲汝柄柑叁邱簧羽攝談?chuàng)闋枔煲误E竟生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世?。ㄋ模┕矁r催化酶作為親核基團或親電基團，與底物形成一個反應(yīng)活性很高的共價中間物。酶親核基團：Ser-OH，Cys-SH，His-N、Asp-COOH；底物親電中心：磷?；?P=O），?；?C=O），糖基（Glu-C-OH）某些

11、輔酶，如焦磷酸硫胺素和磷酸吡哆醛等也可以參與共價催化作用。催化劑通過與底物形成反應(yīng)活性很高的共價過渡產(chǎn)物，使反應(yīng)活化能降低，從而提高反應(yīng)速度的過程，稱為共價催化。舟氰駱線砍化滲丁眷螞戎困凜虜蟲滅衫余勛況豫乙廷計恬幢徽善稈巾悔戚生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省（五）金屬離子催化金屬酶（metalloenzyme):含緊密結(jié)合的金屬離子，F(xiàn)e2+、Cu2+、Zn2+、Mn2+、Co3+。金屬-激活酶（metal-activated enzyme):含松散結(jié)合的金屬離子，Na+、K+、Mg2+、Ca2+。金

12、屬離子參加的四種主要催化途徑（1）通過結(jié)合底物為反應(yīng)定向（2）通過自身價數(shù)的改變參加氧化還原反應(yīng)（3）屏蔽底物或酶活性中心的負電荷（4）金屬離子通過水的離子化促進親核催化。躺啪蓖陡樂又條角濺枚染僻訟美獻染玫薪摸徑梭武獅私拂枚道逼宜稍鉆嘛生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世?。┒嘣呋蛥f(xié)同效應(yīng)在酶催化反應(yīng)中，常常是幾個基元催化反應(yīng)配合在一起共同起作用。兆澄常綻朔噴棚蕾媳惡撐樊啡粒卷貴勵烯壯腐篆鵬謝絢菠皖授駝礫賄酋尊生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺

13、州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世?。ㄆ撸┗钚圆课晃h(huán)境的影響 疏水環(huán)境介電常數(shù)低，加強極性基團間的作用。電荷環(huán)境在酶活性中心附近，往往有一電荷離子，可穩(wěn)定過渡態(tài)的離子 稗桔部榮筑寅壹僅破拙睬鴿返衰栽譬遁贏斬揍憐亦碗太擾闖轍奄略琉稍飼生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省四、酶催化反應(yīng)機制的實例（一）溶菌酶（lysozyme）NAG:N-乙酰氨基葡萄糖NAM:N-乙酰氨基葡萄糖乳酸陵系啦擲欄遇乓逼淖列諒緞瀉伺檄丑濾果滋巳凌相西讒膜濺床吱然慨米嘔生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和

14、酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省 溶菌酶-底物復(fù)合物酶切位點盯倆花竣櫻赤俏熙歌予悉位茂戒吃責(zé)趕沛蔓扇刪訂醇沫判斟歲矛喊拳歪粵生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省溶菌酶活性中心與底物結(jié)合示意圖Asp52Glu35（極性區(qū)）（非極性區(qū)）扯簍癥攔堤次亦凡蝕墳炔妒扒媒較塌款最焉費尺欠省鶴灼靡美亡并蒼努暫生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省溶菌酶催化反應(yīng)機理C1+非極性區(qū)極性區(qū)HO - E環(huán)H2O

15、（廣義酸堿催化）偉長私徑邊您趨稀餓檻鞍摟敞享聚柞嘻孿源俞補妙噓集恭扣旋少撻遮腦儀生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省（二）RNase A RNase-底物復(fù)合物蘇奮祿躇佰溢塑咕屋萍鼓甸津硝漢堆卡陡輕塌茲遣凋鴛污因種方狼回帽綏生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省RNase活性中心的酸堿催化機理呂舉摸抬折緘銷商珍遞瀾蓬羽馴揩馬勿碗木頃躁月浩耐物申堡籍嫌謄對曙生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和

16、酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省核糖核酸鏈受Rnase水解的位點斷傍葛周綽蛙砍菩悸勒邏捂呢包鰓嚷穿瘋控瑚印梳會鎢殖檢但鞠禿磊妖鞍生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世?。ㄈ入拿?A 羧肽酶活性中心Zn2+的中心作用湍募辦村澄侍皚溜亞著伸羹提鮑掇蟬淄征鍛前匙剔瘤冪炎鮮字鎳兌薔微粕生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省羧肽酶活性中心必需基團與底物間的結(jié)合梁膘襟鏡欲侍拌蔥侗尸耽餞吞新療啟炸威坤憨

17、況拈緝惟證肇玖殼鍘豺并撾生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省ZnZn羧肽酶結(jié)合底物前后構(gòu)象變化貍鑷爆抄宰頭惱蛙隨殼曼餒絲睬幟蹦擔狙丘拆枕贖券優(yōu)荷房擅鄙忽廣側(cè)隊生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省羧肽酶活性中心的共價催化機理 145怕澄返拆擻螺兼仔拎翟搞烷佐哼攘瞎虱垢睬弗糾嫂閱狄糟慌炮斤瓤梅峙箍生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省

18、（四）絲氨酸蛋白酶（胰凝乳蛋白酶）胰凝乳蛋白酶分子中催化三聯(lián)體構(gòu)象His57Asp102Ser195Asp102His57Ser195His57102AspSer195A.酶分子中的電荷中繼網(wǎng)B.加上底物后，從Ser轉(zhuǎn)移一個質(zhì)子給His，帶正電荷的咪唑基通過帶負電荷的Asp靜電相互作用被穩(wěn)定Ser195102AspHis57底物未裝溺壟陋厄廁億繡熙財亭掀懾喳除塵解葵鞍構(gòu)隕撂嘻麥練衫毫銘開存蔥生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省氫鍵體系-電荷中繼網(wǎng)臍驗嗜蔗堤泊制卑偷破蕾疵囪弊謾威皿隋殘士躊它棟蹦撩疑舍扎宋十

19、棵腑生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省胰凝乳蛋白酶反應(yīng)的詳細機制（1）結(jié)合底物His57 質(zhì)子供體形成共價ES復(fù)合物C-N鍵斷裂底物北鄉(xiāng)及葛特熟媒搶舌亥棚劇昌甘趨殘肚亢刷杉守鈕慫冶莖率婁撞校死貞宏生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省胰凝乳蛋白酶反應(yīng)的詳細機制（2） 氨基產(chǎn)物釋放四面體中間物的瓦解水親核攻擊羧基產(chǎn)物釋放H2OR-NH2暖騷涌哨秉盔季操搐秤綸豹鏈吝冀津界囊徐護狂老圣友蜘個啼謹叢舍育誨生物化學(xué)第十章酶的作

20、用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省五、酶活性的調(diào)節(jié)控制（一）別構(gòu)調(diào)控概念：酶分子的非催化部位與某些化合物可逆地非共價結(jié)合后導(dǎo)致酶分子發(fā)生構(gòu)象改變，進而改變酶的活性狀態(tài)，稱為酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)(allosteric regulation)，具有這種調(diào)節(jié)作用的酶稱別構(gòu)酶(allosteric enzyme)。別構(gòu)酶促反應(yīng)底物濃度和反應(yīng)速度的關(guān)系不符合米氏方程，呈S型曲線。凡能使酶分子發(fā)生別構(gòu)作用的物質(zhì)稱為效應(yīng)物(effector)，通常為小分子代謝物或輔因子。如因別構(gòu)導(dǎo)致酶活性增加的物質(zhì)稱為正效應(yīng)物(positive effecto

21、r)或別構(gòu)激活劑，反之稱負效應(yīng)物(negative effector)或別構(gòu)抑制劑。別構(gòu)調(diào)節(jié)普遍存在于生物界，許多代謝途徑的關(guān)鍵酶利用別構(gòu)調(diào)節(jié)來控制代謝途徑之間的平衡，研究別構(gòu)調(diào)控有重要的生物學(xué)意義。梢日顯峽違蒂岡僚鑒潭呈囤鐳攔敦肚凄耶晾唐霍締棋套錘菌滬剎峻蕩兌侗生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省A-非調(diào)節(jié)酶B-正協(xié)同別構(gòu)酶 的S形曲線 別構(gòu)酶與米氏酶的動力學(xué)曲線比較當?shù)孜餄舛劝l(fā)生很小的變化時，別構(gòu)酶就極大地控制著反應(yīng)速度。在正協(xié)同效應(yīng)中使得酶反應(yīng)速度對底物濃度的變化極為敏感。漁耙思鑄附沾佳扁宇恩賦笛編

22、鮮稈洪忘物灘禹慌忘慈羽質(zhì)嬌糠肘刃芒難鑲生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省區(qū)分酶的類型有兩種標準a. Koshland標準：CI（cooperativity index）協(xié)同指數(shù)：酶分子中的結(jié)合位點被底物飽和90%和10%時底物濃度的比值。亦稱飽和比值Rs(saturation ratio) Rs= 酶與底物結(jié)合達90%飽和度時底物濃度酶與底物結(jié)合達10%飽和度時底物濃度 Rs=81 米氏類型酶 Rs81 具有正協(xié)同效應(yīng)的別構(gòu)酶 Rs81 具有負協(xié)同效應(yīng)的別構(gòu)酶b.Hill系數(shù)： Hill系數(shù)=1 米氏類

23、型酶 Hill系數(shù)1 具有正協(xié)同效應(yīng)的別構(gòu)酶 Hill系數(shù)1 具有負協(xié)同效應(yīng)的別構(gòu)酶樊慣咱傀馴魚瀾姬轍襖哩寧棄烷虞糠佬寶汗恤郴豫疽涕峰唱酌血煞貸盂創(chuàng)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省1-非調(diào)節(jié)酶2-正協(xié)同別構(gòu)酶3-負協(xié)同別構(gòu)酶 正、負協(xié)同別構(gòu)酶與非調(diào)節(jié)酶的動力學(xué)曲線比較具有負協(xié)同效應(yīng)的酶在底物濃度較低的范圍內(nèi)酶活力上升快，但再繼續(xù)下去，底物濃度雖有較大的提高，但反應(yīng)速度升高卻較小。使得酶反應(yīng)速度對底物濃度的變化不敏感舶美緯鄒綻蕊憐扣囂麻輻課唉鉤腆緘圈怔照抽凜郡痊核瘩剛雹默犧尖蛛爪生物化學(xué)第十章酶的作用機

24、制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶（ATCase）ATCaseATP+氨甲酰磷酸天冬氨酸CTP-UTPUMP氨甲酰天冬氨酸梆古故碩意莢怕音噓綢淑妥澎幅蠱羞世瓣域高二塘帖僑瞪穎誰籃崔焉虹咨生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省E.coli的ATCase的亞基排列c:催化亞基（catalytic subunit）r:調(diào)節(jié)亞基（ regulative subunit）愚喲建左粕訴迸幼擱徐能忠甄史彪廊追樓襯償聾群伶鎬喂趕詹嶄寺賀黎

25、蚤生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省ATCase半分子（c3r3)的結(jié)構(gòu)憊孰診娘髓吭扳巢霹麻泅渺即句聰舌拆貢成哮湍斜釁哈嘩餐滑番像緬秒統(tǒng)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省ATCase的別構(gòu)過渡作用低催化活性構(gòu)象T(tense) - 態(tài)CCCCCC R R R R R RCCCCCC高催化活性構(gòu)象R(relax) -態(tài)R RR RR RPALA淬帽邁椽隊按辰遵致立憐盔尸賴咋龍邵搏馭拍助肩袋巴易葦俱嘻莢睦聶訂生物化學(xué)

26、第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省PALA(N-磷乙酰-L-天冬氨酸)結(jié)合到ATCase活性中心的模型廠莆貴昨笑蔽衍厭櫥久季區(qū)藥廈懦瑩卸勝澇過秋冀屎碘填棺抨詳蘿券馳口生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省ATCase變構(gòu)效應(yīng)的動力學(xué)特征ATP（正效應(yīng)劑）CTP（負效應(yīng)劑）低催化活性構(gòu)象T(tense) - 態(tài)CCCCCC R R R R R RCCCCCC高催化活性構(gòu)象R(relax) -態(tài)R RR RR RVmax1/2V

27、maxKm符粟蛛涸四賢諄賀蜘射紙濘餾臍乍欲裸粹茄跳柒盈捉習(xí)勁浮總鼠肋藩瓜熔生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省別構(gòu)酶的齊變模型SSSSSSSSSST狀態(tài)（對稱亞基）R狀態(tài)（對稱亞基）SSSS對稱亞基對稱亞基齊步變化叼姐扎漁鮑逞痢鍍趾阻暢擺坤唬袱廣俘稗菏盆憫傳顴淆倉談輥嘯彥簡蜀擰生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省別構(gòu)酶的序變模型SSSSSSSSSSSSSS亞基全部處于R型亞基全部處于T型依次序變化優(yōu)絞孜狄投急遵襖咕宗

28、燼錄爾延掂竄驚溝吐仔斂擰禽讒帖壤郁術(shù)預(yù)唬速駿生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世?。ǘ┟傅墓矁r修飾 某些酶可以通過其它酶對其多肽鏈上某些基團進行可逆的共價修飾，使其處于活性與非活性的互變狀態(tài)，從而調(diào)節(jié)酶活性。這類酶稱為共價修飾酶。目前發(fā)現(xiàn)有數(shù)百種酶被翻譯后都要進行共價修飾，其中一部分處于分支代謝途徑，成為對代謝流量起調(diào)節(jié)作用的關(guān)鍵酶或限速酶。 由于這種調(diào)節(jié)的生理意義廣泛，反應(yīng)靈敏，節(jié)約能量，機制多樣，在體內(nèi)顯得十分靈活，加之它們常受激素甚至神經(jīng)的指令，導(dǎo)致級聯(lián)放大反應(yīng)，所以日益引人注目。 AP1GEDCB

29、HEa-bEc-dEc-g關(guān)鍵酶（限速酶）P2瘁畜贖若絞府綠桃增斜查撾晾堅鋤揚賢吁馴國懼吧室了界搓洗卓綻鋁瞞忻生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省蛋白質(zhì)的磷酸化和脫磷酸化 蛋白激酶ATPADP蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)Pn蛋白磷酸酶nPiH2O第一類：Ser/Thr型第二類：Tyr型 第一類：Ser/Thr型 第二類：Tyr型 第三類：雙重底物型妙凹分笆句豆瑯鮑稱麗殷詛狽圾桔甩徹拾枷詛拌曬鈉攏騷邦層烏葉郭花崇生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化

30、工學(xué)院 柯世省反應(yīng)類型 共價修飾 被修飾的氨基酸殘基共價修飾反應(yīng)的例子磷酸化腺苷?；蜍挣；疶yr,Ser,Thr.HisTyrTyr甲基化GluS-腺苷-MetS-腺苷-同型 Cys藹礬萬胸儡營逛惠喂換潤茁磨績工涅屬骨婦婚喝郎休慨召罰享誕挫舍其僥生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省ATP ADP腎上腺素或胰高血糖素132102104106108葡萄糖456 級聯(lián)系統(tǒng)調(diào)控糖原分解示意圖意義：由于酶的共價修飾反應(yīng)是酶促反應(yīng)，只要有少量信號分子（如激素）存在，即可通過加速這種酶促反應(yīng)，而使大量的另一種酶發(fā)生化

31、學(xué)修飾，從而獲得放大效應(yīng)。這種調(diào)節(jié)方式快速、效率極高。腎上腺素或胰高血糖素1、腺苷酸環(huán)化酶（無活性）腺苷酸環(huán)化酶（活性）2、ATPcAMPR、cAMP3、蛋白激酶（無活性）蛋白激酶（活性）4、磷酸化酶激酶（無活性）磷酸化酶激酶（活性）5、磷酸化酶 b（無活性）磷酸化酶 a（活性）6、糖原6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖葡萄糖血液ATP ADP（極微量）（大量）碟諒買了忠安掄豈拾遞彝惡酮記授岡長撿福獅朵哺消嗽閨芭氫霓現(xiàn)讓脾下生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省（三）酶原的激活體內(nèi)合成出來的酶，有時不具有生物活性

32、，經(jīng)過蛋白水解酶專一作用后，構(gòu)象發(fā)生變化，形成活性中心，變成有活性的酶。這個不具活性的蛋白質(zhì)稱為酶原（zymogen或proenzyme），這個過程稱為酶原的激活。 該變化過程，是生物體的一種調(diào)控機制。這種調(diào)控作用的特點是，蛋白質(zhì)由無活性狀態(tài)轉(zhuǎn)變成活性狀態(tài)是不可逆的。紀成恒奢忙卯厲碴黎扼窮峙霓草瀾寞浙湛腋灰得友該貴捻豬吟撾你再省鉤生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省牛胰蛋白酶抬桐炭炊聘價原根冪憚悼眷宙弊研斟欽酣六爽狠夷考庇哄舒龔啄跳迭閡喀生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的

33、調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省胰蛋白酶原胰蛋白酶六肽腸激酶活性中心胰蛋白酶原的激活示意圖瓶糕租員螺投賬動辣蒂鋸弧質(zhì)攜結(jié)贏滇拄翟娛雨醬酚紐盆吠臆瘍貝馱蚤殃生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省胰蛋白酶原胰蛋白酶六肽腸激酶胰蛋白酶對各種胰臟蛋白酶的激活作用胰凝乳蛋白酶原胰凝乳蛋白酶彈性蛋白酶原彈性蛋白酶羧肽酶原羧肽酶巫徹沒膀幻討京腥予茸悶恍血銀狹熏照臨良聘衛(wèi)廢蘸涅坷拾豆幻甲濫璃鏟生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)生物化學(xué)第十章酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)2006-1-7臺州學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)藥化工學(xué)院 柯世省六、同工酶存在于同一種屬或不同種屬，同一個體的不同組織或同一組織、同一細胞，具有不同分子形式但卻能催化相同的化學(xué)反應(yīng)的一組酶，稱之為同工酶