云大生化10.酶II
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4.酶催化的最适pH范围是比较小的。
5.除活性中心基团外，酶的其它 特性对酶的催化 作用也是重要的。
二、影响酶催化反应的有关因素
1.邻近效应（approximation,proximity) 和定向效应（orientation)
由于在酶的作用下，底物与底物分子 的反应基团在空间上靠近，在方向上 适合，使反应更易于进行
负协同效应 Rs > 81(越大效应越显著）或n<1
别构效应和激活剂和抑制 剂的区别：别构效应的动力学 曲线为S形曲线；激活剂和抑 制剂不改变其米氏曲线的动力 学曲线特征
（二）酶原激活
（三）可逆共价修饰（reversible covalent modification)
1.定义：通过其它酶的作用，使酶 分子的多肽链上的某些基团被修饰， 从而酶活性发生改变的一种酶调节 方式，叫共价修饰调节。 2.特点： （1）通过修饰或去修饰改变酶活性； 有的是修饰后有活性，有的是修饰 后失去活性
作用机制1.活性中心的微环境
2. 底物构象变化
作用机制 2—酸碱催化
2 胰 核 糖 核 酸 酶
. A
3 羧 肽 酶
. A
作用机制1—酶分子的构象变化
作用机制2—酸碱催化
4.丝氨酸蛋白酶
丝氨酸蛋白酶是一类以丝氨酸残基为活性 中心作用基团的一类酶。包括消化系统的蛋白 酶，凝血酶系统，纤溶酶系统，甚至乙酰胆碱 酯酶。 消化系统蛋白酶类是一类经典的丝氨酸蛋白 酶。
三级结构
催化 中心
催 化 机 制
The Chymotrypsin Mechanism: the Active sites
反应过程
5.天冬氨酸蛋白酶Aspartic Proteases
主要特点是：在活性中心有2个天冬氨酸 残基。也是一类降解多种蛋白的蛋白酶。
结构：含有323-340个氨基酸残基，相对分 子量35kd.有2个相同的结构域。每个结构域由2 个折叠和2个螺旋组成。2个结构域通过6股 反平行的折叠片连接起来。酶的活性中心是 一个深宽的裂缝，在两个并列的结构域之间。 大的可容纳7个氨基酸残基。
在酶催化的反应中，不是由纯H+或OH-的数目决定 的狭义酸碱催化，而是广义的酸碱催化，这种广义酸碱 催化需要提供质子和接受质子的基团，在酶分子中存在 多种这样的基团。
影响酸碱催化反应速度的因素: 酸碱强度; 供出质子和接受质子的速度。
广义酸碱催化与基团的解离常数有关。
酶分子中最为重要的酸碱催化基团是组氨酸的咪唑基团。 （1）解离常数6.0； （2）使得其基团既可以作为质子供体，也可以作为质 子受体； （3）质子给出和接受的速度很快。
2.底物的形变（distortion) 和诱导契合效应(induce fit)
底物在酶的作用下，构象发生 改变，导致电子张力的产生，使 得活化能降低，反应易于进行。
3.酸碱催化效应（acid-base catalysis)
酸碱催化是靠向反应底物瞬时提供质子或接
受质子，使反应加速的一种作用机制。
2.同工酶
（1）定义：指催化同一化学反应，但酶蛋白的 结构，理化性质，免疫特性等都有一定差异的 酶。 （2）形成的机制：不同的亚基组成，或由不同 的基因编码。在不同的发育时期或不同的组织 类型中表达。
（3）意义：
遗传标志，发育标志，病理标志，品种标志
滇池高背鲫鱼脑组织LDH 同工酶分析
每道是不同的个体
4.酶活性中心在酶分子的表面裂缝中
5.酶和底物间通过次级键使酶和底物结合
6.酶活性中心具有柔性和可运动性。
一、酶促反应的独特性质
1、酶反应分两类：仅仅是电子的转移，反应速率 在108.S-1数量级；既有电子转移又有基团转移， 反应速率在103.S-1数量级.
2.通过侧链基团和辅酶为媒介。 3.酶分子比底物分子大，这个巨大的酶分子对于 稳定酶的活性部位是必要的。
（一）组成酶和诱导酶
1.组成酶（结构酶structural enzyme）： 在生物体细胞内，其表达水平不受细胞 类型，个体发育时期以及环境因素变化 而变化的酶，如-actin。
2.诱导酶（inducible enzyme)，其表达 水平受某种诱导因素的诱导而改变表达 水平的酶叫诱导酶，如原核生物细胞中
2.别构酶的性质
（1）别构酶通常是寡聚酶
一个酶分子及含有活性中心（结合部位 和催化部位），同时又有调节部位。 两个位点可以在同一亚基上也可在不同亚 基上。 两个部位在空间上是分开的，但可通过构 象变化而相互影响，产生协同效应。
这种协同效应可以是正协同，也可是负协 同。
(a)Specific acid–base catalysis, in which H or OH accelerates the reaction (b) General acid–base catalysis, in which an acid or base other than H or OH accelerates the reaction.
pepsin
HIV-1 Protease
四、酶活性的调节控制 酶 活 性 的 调 节 方 式
酶量的调节（通过调节基因的表达实现） 别构调节 酶活性 结构的 调节 共价修饰调节
酶原激活调节
蛋白因子的调节
（一）别构调节作用
酶分子的非催化部位与某些化合 物可逆地非共价结合发生构象变化， 进而改变酶活性状态，即为别构调节 （allosteric regulation)。
酶能在近于中性pH下进行催化，提高反应速度。
. catalysis)
4 共 价 催 化 （
covalent
5.金属离子催化
（1）.通过结合底物为反应定向；（2）可逆地改变金 属离子的氧化还原态调节氧化还原反应；（3）通过静 电稳定和屏蔽负电荷。
6.多元催化和协同效应 7.活性部位微环境的影响。
（四）蛋白因子的调节作用
一类小分子的蛋白与酶分子结合以后， 会改变酶的活性，如蛋白抑制因子，调节 因子。 有的蛋白因子与酶结合后改变其活性， 有的则改变其特异性，如原核生物RNA聚 合酶的西格玛因子使其与识别位点的识别 增强。在基因转录中，不同的调节因子导 致转录活性和特异性的改变。
（五）酶表达调节
第八章、酶作用机理
酶活性中心
酶的催化作用被认为是由分子中某个局 部区域中的残基决定的，这个区域即是是所 谓活性部位（active site）或活性中心（active center)
活性中心由结合部位和催化部位组成。
酶活性中心的特点 1.由少数基团决定 2.活性中心是一个三维实体
3.酶活性中心与底物的协调；
（2）别构酶的动力学
米氏曲线：双曲线
正协同：S形曲线
负协同：表观双曲线
Km对应[S]0.5或K0.5
意义：
正协同效应，对外界底物的 反应敏感； 负协同效应：对外界底物的 变化不敏感
n:代表协同系数（希尔系数）
典型米氏类型的酶：Rs=81 或n =1
正协同效应 Rs< 81(越小效应越显著） 或n>1
（2）级联放大效应
3、类型：
（1）一种是通过修饰或去修 饰使活性完全消失或恢复； （2）一种是通过修饰或去修 饰使活性部分地发生改变。
4.修饰基团 蛋白的修饰基团很多，包括甲基 化，乙酰化，糖基化，磷酸化等。 细胞中，磷酸化在近年的研究中尤 其热门。 使蛋白磷酸化的一类酶叫磷酸激 酶，在细胞活动中有非常重要的作 用，受到研究人员的关注。。
三、酶促反应机制实例
1.溶菌酶 lysozyme
• A globular protein composed of 129 aa (14 kD) in a single polypeptide chain. •It has eight cysteine residues linked in four disulfide bonds.
Functions:
•Digestion: pepsin (胃蛋白酶）and chymosin （凝乳酶）
•Lysosomal protein degradation：cathepsin （组织蛋白酶） D and E, •Regulation of blood pressure：renin （肾素）
