酶的分子结构与功能VIP免费

第四章酶1什么是酶？•酶是活细胞合成的具有极高催化效率一类蛋白质，又称为生物催化剂(biocatalysts）。•生物体内新陈代谢的一系列复杂的化学反应，几乎都是由酶催化的。•酶所催化的反应，称为酶促反应（Enzymaticreaction）。•在酶促反应中被酶催化的物质，称为底物，反应的生成物称为产物。2•1783年，意大利科学家斯帕兰扎尼设计了一个研究鹰消化肉的实验，他推断胃液中一定含有消化肉块的物质。•1836年，德国科学家施旺从胃液中提取了消化蛋白质的物质，解开了胃的消化之谜。•1926年，萨姆纳从刀豆中成功提取出脲酶结晶。•20世纪30年代，科学家们相继提取出多种酶的蛋白质结晶，并指出酶是一类具有生物催化作用的蛋白质。酶的研究历史3酶的化学本质•1926年,萨姆纳制出脲酶结晶确立酶是蛋白质的观念，其具有蛋白质的一切性质。核酶的发现：•1981～1982年，ThomasR.Cech从四膜虫中发现有催化活性的天然RNA—Ribozyme。•L19RNA和核糖核酸酶P的RNA组分具有酶活性是两个最著名的例子。绝大多数的酶都是蛋白质4第一节酶的分子结构与功能一、酶的分子组成•酶的本质——具有蛋白质的一切物理化学性质。1.按化学组成分•单纯酶（simpleenzyme）完全由氨基酸组成，活性由蛋白质结构决定。如：蛋白酶、脂酶、淀粉酶，核糖核酸酶•结合酶（全酶）（conjugatedenzyme）5一、酶的分子组成酶（蛋白质）的化学性质水解产物是氨基酸具有蛋白质的呈色反应具有电泳特征具有蛋白质沉淀反应蛋白质变性6蛋白质部分：酶蛋白(apoenzyme)辅助因子(cofactor)辅基辅酶全酶(holoenzyme)一、酶的分子组成酶蛋白和辅助因子单独存在均无催化活性，只有二者结合为全酶才有催化活性。酶蛋白决定酶催化专一性，辅助因子通常是作为电子、原子或某些化学基团的载体决定反应的性质。全酶=酶蛋白+辅助因子72.辅助因子分类（按其与酶蛋白结合的紧密程度）辅酶(coenzyme):与酶蛋白结合疏松，可用透析或超滤的方法分离。辅基(prostheticgroup):与酶蛋白结合紧密，不能用透析或超滤的方法分离。8辅助因子小分子有机化合物(B族维生素或其衍生物）无机金属离子一、酶的分子组成无机金属离子在结合酶中的作用1.参与组成酶的活性中心。2.在酶与底物之间起桥梁作用。3.维持酶分子发挥作用所必须的构象，稳定构象。4.中和阴离子、降低反应中的静电斥力。9一、酶的分子组成一种酶蛋白只能与一种辅助因子结合成一种特异的酶。一种辅助因子可以与不同的酶蛋白结合构成多种不同的特异酶。酶蛋白辅助因子全酶决定酶的特异性和高效性。决定酶的特异性和高效性。决定酶促反应的性质。决定酶促反应的性质。10二、酶的活性中心（activecenter）1.必需基团一小部分与酶的活性密切相关的基团称为酶的必需基团（essentialgroup）。催化基团（catalyticgroup）必需基团结合基团（bindinggroup）催化基团—影响底物分子中某些化学键的稳定性，促进底物转化为产物。结合基团—与底物结合生成酶-底物复合物。11常见的必需基团•主要包括：•丝氨酸的羟基•半胱氨酸的巯基•谷氨酸的羧基•组氨酸的咪唑基。H2NCHCCH2OHOOHOHH2NCHCCH2OHOSHSHH2NCHCCH2OHONNHNNH二、酶的活性中心（activecenter）122.酶的活性中心存在于酶分子中的必需基团，空间上彼此靠近形成一定的空间结构区域，这个区域能与底物特异结合并将底物转化为产物，起催化作用的空间区域，称为酶的活性中心。二、酶的活性中心（activecenter）13底物活性中心以外的必需基团结合基团催化基团活性中心14*谷氨酸35和天冬氨酸52是催化基团；*色氨酸62和63、天冬氨酸101和色氨酸108是结合基团；*A~F为底物多糖链的糖基，位于酶的活性中心形成的裂隙中。溶菌酶的活性中心153.活性中心以外的其余结构二、酶的活性中心（activecenter）维系活性中心的三维结构骨架。与底物结合，释放能量，推动反应进行。决定酶促反应的特异性。调控酶的活性（调节区）。不同酶分子的活性中心结构不同，只能结合与之适应的底物，发生一定的化学反应。-------酶催化专一性不同酶分子的活性中心结构不同，只能结合与之适应的底物，发生一定的化学反应。-------酶催化专一性酶...