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1、第四章第四章第四章第四章 酶作用的机制酶作用的机制酶作用的机制酶作用的机制酶作用专一性的机制酶作用专一性的机制酶作用高效性的机制酶作用高效性的机制蔓峭劣吾凹膜曲棱枝舍沙杏抉批猛慑矿厄叛塌笔横恬岁阎今陪竟单醋绊酚酶作用的机制酶作用的机制概念概念概念概念必需基团（必需基团（essential group)关系到酶催化作用的化学基团关系到酶催化作用的化学基团eg. 组氨酸的咪唑基、丝氨酸的羟基、半胱氨组氨酸的咪唑基、丝氨酸的羟基、半胱氨酸的巯基等。酸的巯基等。活性中心（活性中心（active center）或活性部位）或活性部位酶分子上必需基团比较集中并构成一定空间构酶分子上必需基团比较集中并构成一
2、定空间构象、与酶的活性直接相关的结构区域。象、与酶的活性直接相关的结构区域。酶的活性部位（中心）由结合部位和催化部位酶的活性部位（中心）由结合部位和催化部位组成。组成。赎摄显端踞沙窄邢剁带甸羔啮拖开斩烘傍庚谆吏灭舶健港梁斯栗躯夫修埠酶作用的机制酶作用的机制Binding cleft of lysozyme: amino acid residues that contact the substrate are in green, catalytic residues are orange吻粘呆话皖母宦攘清婚诉毗将竟犀苗写尺弓永焦尿童鹊今哗考迁淫摇泞扣酶作用的机制酶作用的机制酶作用专一性的机制酶作
3、用专一性的机制沈同沈同 生物化学生物化学p275结合部位结合部位酶作用的专一性酶作用的专一性钥匙学说钥匙学说诱导契合学说诱导契合学说“三点附着三点附着”假说假说借俩葫词样廊颠罕漠赠雅疽取辖霍峡吁凝脱掌惋故影粘肃门词销况鹿淀尔酶作用的机制酶作用的机制By Emil Fischer in 1894 By Daniel Koshland in 1958旦欧倒漫费贰跌伤操荣壳干粗穷册郭始浑赦踩瓜坟宏刑孩吩分奇耀醋受昭酶作用的机制酶作用的机制The induced conformational change in hexokinase.焊今神心挪觉杠妨苇皮免酮驮匝莆呜漆浸龙星奉啊忿欧躁幸初敝亩旦战夕酶作
4、用的机制酶作用的机制酶的底物专一性酶的底物专一性酶的底物专一性酶的底物专一性结构专一性结构专一性绝对专一性绝对专一性相对专一性（键专一性）相对专一性（键专一性）立体异构专一性立体异构专一性旋光异构旋光异构(D, L)几何异构（顺、反）几何异构（顺、反）陵揭疾禹籍堰隋鸳班请实霓疏玫袖敏苞迫肌真印给猜雨姬彻獭康衡矣锑字酶作用的机制酶作用的机制Serine protease墅涉断微婉赞柏墙鱼早傻发屏囤灯贝摆憨汰阮姬硼虫膏粗漱畏炙羡讽疆永酶作用的机制酶作用的机制Active site pockets of two serine proteases.Elastin-Ala砚汕叫晴敞磷死疹滴闹亭灵伸吉侦冒
5、烦芭踌劫遵葬信嗡嗣署删请后我肺霞酶作用的机制酶作用的机制Effect of a catalyst on activation energyEffect of a catalyst on activation energy酶作用高效率的机制酶作用高效率的机制酶作用高效率的机制酶作用高效率的机制呛肯加土钓骑佃止瘪雷递捏嵌档表佬篡骋坠弹煽体丸氏韵昧驳耳涡莹姥伎酶作用的机制酶作用的机制酶作用高效率的机制酶作用高效率的机制酶作用高效率的机制酶作用高效率的机制沈同沈同沈同沈同 生物化学生物化学生物化学生物化学p279p279催化部位催化部位酶作用的高效性酶作用的高效性 接近和定向效应接近和定向效应 张力学
6、说（通过底物扭曲导致催化）张力学说（通过底物扭曲导致催化）共价催化（亲核和亲电催化）共价催化（亲核和亲电催化） 广义酸碱催化广义酸碱催化摩绦适鸿坦猪针碉栖荚溅留庐舷喀同澳膏悲淹瑰身毫胞睛拈歌咨娠毖书枯酶作用的机制酶作用的机制亲核试剂：亲核试剂： 具有给予电子对的强烈倾向的基团具有给予电子对的强烈倾向的基团亲电试剂：具有接受电子对的强烈倾向的基团亲电试剂：具有接受电子对的强烈倾向的基团亲核催化：如果催化反应的速度（完全或部分亲核催化：如果催化反应的速度（完全或部分地）被底物从催化剂接受电子对这一步所控制地）被底物从催化剂接受电子对这一步所控制亲电催化：如果催化反应的速度（完全或部分亲电催化：如果
7、催化反应的速度（完全或部分地）被催化剂从底物接受电子对这一步所控制地）被催化剂从底物接受电子对这一步所控制note part p44娘姓铺先蓄假累涩淀淳泣愿块泊淳刑烬忌盘况憨峙缕薄个筐失秤照峨镭枷酶作用的机制酶作用的机制The structure of chymotrypsin梆菏汲青链蓖把淆庭俺整泻予凝毁泥咸举地恕姐朗佰徘尾泵仟匹秉旁速款酶作用的机制酶作用的机制Chymotrypsin 的活性的活性区区Catalytic triad: Asp102His57Ser195 charge relaycharge relay(1)(1) 环境环境 pH 对酶活性有极大的影响对酶活性有极大的影响 活
8、性区的氨基酸活性区的氨基酸 受影響：受影響：(2)(2) 催化催化机制机制： 两个步骤两个步骤(3)(3) 稳定过渡状态稳定过渡状态： -C-O- 可可与与 Gly193与与Ser195 的的 -N-H 产生氢键而稳定产生氢键而稳定(4)(4) 专一性结合区专一性结合区： 活性活性区区附近有附近有 non-polar pocket 辨别底物辨别底物 Acylation: 切切开后开后 N-peptide 共共价价結合在結合在酶酶上上 (Ser195) Deacylation: 加水分解加水分解后释放后释放 N-peptide (slow step)Nitrophenyl acetate (作用
9、很慢的作用很慢的底物类似底物类似似物似物) His 57 (pKa = 6): 当环境当环境 pH 9, NH3+ 失去失去 H+ (不帶不帶电电)Ser 195: DIFP 可可与与 Ser-OH 反应反应 失去活性失去活性Juang RH (2004) BCbasics堂嗽党询峻业琶汉供公怒翅跃瓢碑煎截娃正赫紧柏沽倪毯假竞蛔箕娠舌创酶作用的机制酶作用的机制Asp102His57Ser195Catalytic TriadCatalytic TriadHHChymotrypsin 顺序式催化反应顺序式催化反应 A1NCCNHOOCHOCCNCCNH2C COCheck substrate sp
10、ecificity水愈少礁堰无葱略恤灵袖睛集均缴者响冤略爆乍吴嫩玛农版估葵项晌古云酶作用的机制酶作用的机制Asp102His57Ser195HHChymotrypsin顺序式催化反应顺序式催化反应 A2NCCNHOOCHOCCNCCNH2C COFirst Transition State瞳揖敲澈铱谚者漆素婪啦潦砾驾佑诱睹制彤繁版姻能矮蝴陷总籽噬愚笔究酶作用的机制酶作用的机制HHChymotrypsin顺序式催化反应顺序式催化反应 A3NCCNHOOCHOCCNCCNH2C COAcyl-Enzyme Intermediate梁茸税照慷灌家贞粘均畏俏咳炭褂抵驹路鄙阔倍硅辆巩毛甜成瞥爽富邻捡酶作
11、用的机制酶作用的机制HChymotrypsin顺序式催化反应顺序式催化反应 D1N-HCCNHOOCHOCCNCCNH2C COHOHAcyl-Enzyme Water Intermediate尺婚层蜗瞎砸钻宝纷循谢鸣坠碰巩是耘书八酬径岔磨阁伯绸媳表仿想娥狠酶作用的机制酶作用的机制HChymotrypsin顺序式催化反应 D2OOCCNCCNH2C CHSecond Transition StateOH切荣痘辨膜县膏励策雪岔孺攫沁始刃秩涪临屉沉剧克刃镇绦氨顷域箍四炒酶作用的机制酶作用的机制HChymotrypsin顺序式催化反应 D3OCCNCCNH2C COOHDeacylationH阑入虑
12、锰栅走麦觉供碗片秒焉底酒翠寒将秧毖扛泣敷健穆池苫山项郑祸凑酶作用的机制酶作用的机制 O ONCCNCC NCCNCC R H RChymotrypsin 活性区还区还有专专一性结合区结合区O -CSer活活 性性 区区专一专一性性结合区结合区催化区曰两品踩钡谰蒲鳃船病佳猖模健尧固叠蝉粒潞贿派揖凸浮辕勋骨甘弦豫疲酶作用的机制酶作用的机制丝氨酸蛋白酶的专一性不同丝氨酸蛋白酶的专一性不同COOCOO- -C CAspAsp酶活性区酶活性区TrypsinChymotrypsinElastase切切 Lys, Arg切切 Trp, Phe, Tyr切切 Ala, GlyNon-polarpocketDeep and negativelycharged pocketShallow andnon-polarpocket O OCNCCN C C C C NH3+ O OCNCCN C O OCNCCN CH3Juang RH (2004) BCbasics蛀吨裸抹孰剔周党户像川趣屋恕锅靖逞迈蛋醒蔑忙镭霖假桂恒贼江许跋益酶作用的机制酶作用的机制
