酶的作用機(jī)制和酶的調(diào)節(jié)演示文稿2

酶的作用機(jī)制和酶的調(diào)節(jié)演示文稿第一頁，共六十九頁。（優(yōu)選）酶的作用機(jī)制和酶的調(diào)節(jié)第二頁，共六十九頁。溶菌酶的結(jié)構(gòu)白色為Glu35和Asp52第三頁，共六十九頁。第四頁，共六十九頁。二、胰核糖核酸酶A(pancreaticribonucleaseA，RNaseA)第五頁，共六十九頁。第六頁，共六十九頁。第七頁，共六十九頁。第八頁，共六十九頁。第九頁，共六十九頁。第十頁，共六十九頁。第十一頁，共六十九頁。三、羧肽酶A(carboxypeptidaseA)第十二頁，共六十九頁。第十三頁，共六十九頁。第十四頁，共六十九頁。第十五頁，共六十九頁。第十六頁，共六十九頁。第十七頁，共六十九頁。胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶、彈性蛋白酶氨基酸序列的比較。第十八頁，共六十九頁。第十九頁，共六十九頁。第二十頁，共六十九頁。

胰凝乳蛋白酶催化的裂解反應(yīng)的動力學(xué)。乙酸基以共價鍵與酶的Ser195結(jié)合，因而釋放較晚。第二十一頁，共六十九頁。胰凝乳蛋白酶反應(yīng)的詳細(xì)機(jī)制（1）結(jié)合底物His57質(zhì)子供體形成共價ES復(fù)合物C-N鍵斷裂底物第二十二頁，共六十九頁。胰凝乳蛋白酶反應(yīng)的詳細(xì)機(jī)制（2）羰基產(chǎn)物釋放四面體中間物的瓦解水親核攻擊羧基產(chǎn)物釋放第二十三頁，共六十九頁。五、天冬氨酸蛋白酶(asparticproteases)

若為共價催化，會有兩種中間物之一，兩種中間物均未能找到，說明這一類酶為非共價催化。第二十四頁，共六十九頁。

第二十五頁，共六十九頁。第五節(jié)酶活性的調(diào)節(jié)控制

變構(gòu)酶(別構(gòu)酶）（1）變構(gòu)酶：有的酶可以與某些化合物（稱為變構(gòu)劑）發(fā)生非共價結(jié)合，引起酶分子構(gòu)象的改變，對酶起到激活或抑制的作用，這類酶通常稱為~。（2）別構(gòu)效應(yīng)：別構(gòu)酶通過與調(diào)節(jié)物非共價的結(jié)合，誘導(dǎo)或穩(wěn)定住酶分子的某種構(gòu)象來調(diào)節(jié)酶促反應(yīng)速度及代謝過程的這種效應(yīng)稱為~。（3）變構(gòu)調(diào)節(jié)作用：由于變構(gòu)劑與變構(gòu)中心的結(jié)合而引起酶活性改變的現(xiàn)象則稱為~。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

（1）活性中心：結(jié)合部位和催化部位（2）變構(gòu)中心：特殊的調(diào)控部位注意：變構(gòu)中心不是酶活性中心的組成部分。第二十六頁，共六十九頁。一、別構(gòu)調(diào)控(allostericregulation)（一）別構(gòu)酶的性質(zhì)1.別構(gòu)調(diào)節(jié)：別構(gòu)酶：均為寡聚酶，除活性部位外，還有可以同效應(yīng)物（調(diào)節(jié)物）結(jié)合的調(diào)節(jié)部位。效應(yīng)物或別構(gòu)劑：

正效應(yīng)物或別構(gòu)激活劑；負(fù)效應(yīng)物或別構(gòu)抑制劑同促效應(yīng)與異促效應(yīng)：正或負(fù)協(xié)同效應(yīng)、正或負(fù)異促效應(yīng)。第二十七頁，共六十九頁。別構(gòu)酶的調(diào)控方式有四類：

正協(xié)同效應(yīng)：酶的一個亞基與底物結(jié)合后，其他亞基與底物的結(jié)合能力加強(qiáng)，v-[S]曲線為S形。負(fù)協(xié)同效應(yīng)：酶的一個亞基與底物結(jié)合后，其他亞基與底物的結(jié)合能力減弱，v-[S]曲線為平坦的雙曲線。正異促效應(yīng)：負(fù)異促效應(yīng)第二十八頁，共六十九頁。（二）天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶的性質(zhì)

天冬氨酸為正協(xié)同效應(yīng)劑；

ATP為別構(gòu)激活劑；

CTP為別構(gòu)抑制劑。ATP與CTP相互競爭調(diào)節(jié)部位。其生物學(xué)意義?p414第二十九頁，共六十九頁。含2個催化亞基，3個調(diào)節(jié)亞基第三十頁，共六十九頁。（2）ATCase活性調(diào)節(jié)的機(jī)理有催化活性的構(gòu)象無催化活性的構(gòu)象第三十一頁，共六十九頁。第三十二頁，共六十九頁。第三十三頁，共六十九頁。用底物類似物PALA與酶結(jié)合后，催化三聚體移動了1.2nm酶的別構(gòu)作用通過大的變化來轉(zhuǎn)達(dá)四級結(jié)構(gòu)第三十四頁，共六十九頁。底物與酶結(jié)合后催化三聚體發(fā)生了移動，兩個結(jié)構(gòu)域更加靠近，由T-R，從而形成了最優(yōu)化的活性中心.p417第三十五頁，共六十九頁。ATCase酶的別構(gòu)效應(yīng)相當(dāng)大的立體空間范圍內(nèi)起著調(diào)節(jié)活性的作用1.活性部位較遠(yuǎn)2.催化部位與最近的調(diào)節(jié)部位距離較遠(yuǎn)。底物的協(xié)同結(jié)合和CTP的反饋抑制是通過長距離而傳遞的。底物結(jié)合到ATCase上引起高度協(xié)同的別構(gòu)轉(zhuǎn)變.

ATP和CTP通過改變T和R態(tài)之間的平衡來調(diào)節(jié)ATCase的活性.第三十六頁，共六十九頁。第三十七頁，共六十九頁。第三十八頁，共六十九頁。（三）3-磷酸甘油醛脫氫酶

3-磷酸甘油醛脫氫酶是負(fù)協(xié)同效應(yīng)酶的典型代表。3-磷酸甘油醛脫氫酶有4個亞基，一個亞基與NAD+結(jié)合后發(fā)生構(gòu)像變化，其它亞基與NAD+結(jié)合的能力下降（表10-8），表現(xiàn)為負(fù)協(xié)同效應(yīng)。由于負(fù)協(xié)同效應(yīng)，在NAD+濃度很低的情況下，糖酵解過程仍然能以較快的速率順利進(jìn)行。第三十九頁，共六十九頁。（2）甘油醛-3-磷酸脫氫酶的調(diào)節(jié)機(jī)理第四十頁，共六十九頁。

別構(gòu)酶有受調(diào)控的動力學(xué)特征

1.在其分子內(nèi)、不同的空間位置上的特定位點(diǎn)具有傳遞改變構(gòu)象信息的能力；2.具有在不同外界環(huán)境條件時，作出選擇，以達(dá)到對代謝過程的調(diào)節(jié)控制。3.正協(xié)同效應(yīng)(S型曲線)與負(fù)協(xié)同效應(yīng)(表觀雙曲線)

別構(gòu)酶的結(jié)構(gòu)特征

1.幾乎都是寡聚酶，具有四級結(jié)構(gòu)，分子較大，常常表現(xiàn)出單體酶沒有的特殊性質(zhì)；2.有可以結(jié)合底物的活性中心外，還有可以結(jié)合調(diào)節(jié)物的別構(gòu)中心。二者處在不同的部位上。3.別構(gòu)酶不遵循米氏方程。別構(gòu)酶的性質(zhì)第四十一頁，共六十九頁。正協(xié)同效應(yīng)別構(gòu)酶與米氏酶動力學(xué)比較第四十二頁，共六十九頁。負(fù)協(xié)同效應(yīng)別構(gòu)酶與米氏酶動力學(xué)比較第四十三頁，共六十九頁。怎么區(qū)分米氏酶與別構(gòu)酶？

koshland建議用飽和比值（saturationratio,Rs）典型的米氏酶RS=81具有正協(xié)同效應(yīng)的別構(gòu)酶RS<81具有負(fù)協(xié)同效應(yīng)的別構(gòu)酶RS>81第四十四頁，共六十九頁。

更常用的是Hill系數(shù)法，以log(v/(Vm-v))對log[S]作圖，曲線的最大斜率為Hill系數(shù)，米氏酶等于1，正協(xié)同酶大于1，負(fù)協(xié)同小于1。n為Hill系數(shù)，米氏酶Hill系數(shù)第四十五頁，共六十九頁。別構(gòu)酶的齊變模型SSSSSSSSSST狀態(tài)（對稱亞基）T狀態(tài)（對稱亞基）SSSS對稱亞基對稱亞基齊步變化別構(gòu)酶協(xié)同效應(yīng)的機(jī)制解釋正協(xié)同、正或負(fù)異促效應(yīng)第四十六頁，共六十九頁。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1966年由Koshland、Nemethy和Filmer提出。

解釋異促效應(yīng)第四十七頁，共六十九頁。目前認(rèn)為齊變模型不適合于負(fù)協(xié)同效應(yīng)。第四十八頁，共六十九頁。二、酶原與酶原的激活

酶原有些酶在細(xì)胞內(nèi)合成或初分泌時只是酶的無活性前體，此前體物質(zhì)稱為酶原。酶原的激活在一定條件下，酶原向有活性酶轉(zhuǎn)化的過程。第四十九頁，共六十九頁。

酶原激活的機(jī)理酶原分子構(gòu)象發(fā)生改變形成或暴露出酶的活性中心

一個或幾個特定的肽鍵斷裂，水解掉一個或幾個短肽在特定條件下第五十頁，共六十九頁。（一）消化系統(tǒng)蛋白酶原的激活第五十一頁，共六十九頁。1.胰凝乳蛋白酶原的激活胰凝乳蛋白酶原：是胰凝乳蛋白酶的非活性前體首先受蛋白酶作用第五十二頁，共六十九頁。2、胃蛋白酶原（pepsinogen）的激活第五十三頁，共六十九頁。胃蛋白酶原激活過程失去44個氨基酸殘基第五十四頁，共六十九頁。3、胰蛋白酶原（trypsinogen）的激活腸激酶第五十五頁，共六十九頁。賴?yán)i天天天天甘異賴?yán)i天天天天纈組絲SSSS46183甘異纈組絲SSSS腸激酶胰蛋白酶活性中心胰蛋白酶原的激活過程第五十六頁，共六十九頁。酶原激活胰蛋白酶原腸激酶

六肽＋胰蛋白酶彈性蛋白酶原胰凝乳蛋白酶原胰凝乳蛋白酶彈性蛋白酶羧肽酶原羧肽酶第五十七頁，共六十九頁。（二）凝血機(jī)制12種蛋白質(zhì)凝血因子有7種是絲氨酸蛋白酶。第五十八頁，共六十九頁。酶級聯(lián)反應(yīng)：一種酶原的激活常常會引發(fā)一系列酶的激活，這樣的系列激活反應(yīng)稱之酶級聯(lián)反應(yīng)。第五十九頁，共六十九頁。三、可逆的共價修飾(reversiblecovalentmodification)

共價修飾包括：磷酸化、腺苷?；?、尿苷?；?、ADP-糖基化、甲基化等。磷酸化存在普遍，有非常重要的生理意義，主要以P-O鍵或P-N鍵連接。蛋白質(zhì)的磷酸化主要由蛋白激酶催化，常見的蛋白激酶有蛋白激酶A（PKA），蛋白激酶C（PKC），磷酸化酶激酶（phK），蛋白酪氨酸激酶（PTK）等。第六十頁，共六十九頁。第六十一頁，共六十九頁。1.蛋白激酶A無活性的R2C2復(fù)合體

cAMP與調(diào)節(jié)亞基的結(jié)合解除了對催化亞基的抑制作用，催化亞基具有了酶活性。第六十二頁，共六十九頁。GlycogenPhosphorylase：AllostericRegulationandCovalentModification.2.磷酸化酶激酶phK

糖原代謝的關(guān)鍵酶：通過磷酸化作用使無活性的磷酸化酶b轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘牧姿峄竌。與Ca2+結(jié)合而激活全酶1.與Ca2+結(jié)合而激活全酶，使γ亞基具有催化活性。2.PKA使α，β亞基磷酸化，使

γ亞基失去催化活性。第六十三頁，共六十九頁。

3、蛋白激酶C自學(xué)第六十四頁，共六十九頁。第六節(jié)同工酶指能催化同一種化學(xué)反應(yīng)，但其酶蛋白本身的分子結(jié)構(gòu)組成卻有所不同的一組酶。第六十五頁，共六十九頁。HHHHHHHMHHMMHMMMMMMMLDH1

(H4)LDH2(H3M)LDH3(H2M2)LDH4(HM3)LDH5

(M4)乳酸脫氫酶的同工酶*舉例：乳酸脫氫酶(LDH1～

LDH5)第六十六頁，共六十九頁。乳酸脫氫酶同工酶形成示意圖

多肽亞基mRNA四聚體結(jié)構(gòu)基因a

b乳酸脫氫酶同工酶電泳圖譜+–H4MH3M2H2M3HM4點(diǎn)樣線第六十七頁，共六十九頁。生理及臨床意義

在代謝調(diào)節(jié)上起著重要的作用；用于解釋發(fā)育過