酶的结构与功能的课件

1、1 酶的结构与功能的关系酶的结构与功能的关系 组员：王佩 杨海伟 陈凯 刘锐 周汉 2 2.酶的分子组成（按化学组成）； 3.酶的活性中心； 主要内容：主要内容： 1.酶的分类（按结构）； 3 大部分酶是蛋白质，因此酶分子也具有一、二、三 级或四级结构。不同的酶具有不同的结构，根据酶分子 的结构特点和大小可将酶分为3类： 单体酶单体酶(monomeric enzyme) 寡聚酶寡聚酶(oligomeric enzyme) 多酶体系多酶体系 （multienzyme system） 多酶复合体多酶复合体(multienzyme complex) 多功能酶（多功能酶（multifunctional

2、 enzyme) . 1.酶的分类（按结构）酶的分类（按结构） 4 单体酶单体酶：由一个具有三级结构的酶蛋白组成的酶分子。 单体酶一般只由一条肽链组成，也可有多条肽链组成。 多酶体系：多酶体系：a a. .多酶复合体多酶复合体，由几种酶彼此嵌合形成复合体, 有利于一系列反应的进行。如脂肪酸合成酶系。由7种酶围饶 着小分子物质-酰基载体蛋白(ACP)形成球状,其中若1种酶失活 或解体,则丧失整个活性。b.b.多功能酶（串联酶），多功能酶（串联酶），由一条多 肽链组成却具有多种不同催化功能的酶。 寡聚酶：寡聚酶：由两个或多个亚基（或肽链）组成的酶。寡聚酶 中亚基的种类可以相同，也可以不同。由两个或

3、多个相同 的亚基组成的称为均一寡聚酶。多肽链之间通常以非共价 键相连。 5 多酶复合体多酶复合体 HS-ACP 多功能酶多功能酶 脂肪酸合成酶系脂肪酸合成酶系 6 2.酶的分子组成酶的分子组成 单纯酶单纯酶 (simple enzyme) 结合酶结合酶 (conjugated enzyme) 脱辅基酶（酶蛋白） （apoenzyme） 辅因子 (cofactor) 辅酶 (coenzyme) 辅基 (prosthetic) 7 单纯酶单纯酶即单成分酶，仅由蛋白质或核糖核酸组成； 结合酶结合酶即双成分酶，除了蛋白质或核糖核酸以外，还需要 有其他成分。分子中蛋白质部分称为脱辅基酶或酶蛋白； 非蛋白

4、质部分称为辅因子。 全酶=酶蛋白（或酶RNA）+辅因子 注意注意：酶蛋白加上相应的辅因子构成的完整分子称为 全酶。只有全酶形式才具有活性，单独的酶蛋白及辅 因子是没有催化活性的。 8 酶蛋白酶蛋白-与底物结合，决定反应的专一性和高效率。 辅因子辅因子-直接对电子、原子或某些化学基团起传递作用，决 定反应的类型。 辅酶辅酶(coenzyme) ：与酶蛋白结合比较疏松的小分子 有机化合物。用透析方法或超滤可除去。 辅基辅基(prosthetic group) ：与酶蛋白牢固结合的物质。用透析 方法或超滤不易除去。 注意：辅基和辅酶的区别只在于它们与酶蛋白结合的牢固 程度不同，并无严格界限。 体内酶

5、的种类很多，而辅酶（辅基）的种类却较少，通常一 种酶蛋白只能与一种辅酶（辅基结合）成为一种专一性的酶， 但一种辅基往往能与不同的酶蛋白结合构成许多专一性酶。 9 辅酶和辅基的化学本质辅酶和辅基的化学本质主要是两类物质： 1.金属离子：Cu2+、Zn2+、Mg2+、Mn2+、Fe3+等； 2.小分子有机物（几乎全是B族维生素类衍生物）： 维生素、铁卟啉等； 作用：作用： 辅酶或辅基在酶催化的反应中主 要起着传递氢、传递电子、传递原子 或化学基团等作用。 10 金属离子金属离子的的作用作用： （1）作为活性中心的催化基团参与反应传递电子； （2）搭桥作用：在酶与底物之间起桥梁作用； （3）稳定构象

6、：帮助酶分子形成酶活性所必需 构象； （4）中和阴离子而降低反应中的静电斥力。 小分子有机物的作用：小分子有机物的作用： 参与酶的催化过程，在反应中传递电子、质子 或一些基团。 11 3.酶的活性中心酶的活性中心 必需基团：必需基团：与酶催化活性直接相关的化学基团。必 需基团多数位于酶的活性中心，直接与底物结合，或直 接参与催化底物的反应；少数必需基团位于活化中心以 外，它们可以稳定酶的分子构象。对催化活性起间接作 用。 结合基团：结合基团：活化中心的主要必需基团中能与底物结合 的基团。 催化基团：催化基团：活化中心的主要必需基团中能直接作用于 底物的某些化学键，参与催化底物的反应的基团。 1

7、2 酶分子中酶分子中AA残基的分类残基的分类： 接触残基：接触残基：直接与底物接触的基团。 辅助残基：辅助残基：不与底物接触，对接触残基的功 能有促进作用。 结构残基：结构残基：与酶的活性不发生直接关系，但 可稳定酶的分子构像。 非贡献残基：非贡献残基：除上述3类必需基团外，酶分 子的其他所有残基。 13 活性中心活性中心（活性部位）活性部位）： 酶分子上必须基团比较集中并构成一定空间 构象、与酶的活性直接相关的结构区域。 活性中心里出现频率最高的活性中心里出现频率最高的AAAA： Ser, His, Asp, Glu, Tyr, Lys, Ser, His, Asp, Glu, Tyr, L

8、ys, CysCys 14 单纯酶：单纯酶： 酶分子在三维结构中比较靠近的少数几个氨基酸残基或 是这些残基上的某些基团，它们在一级结构上相距甚远甚至 不在同一条肽链上，通过肽链的盘绕折叠而在空间结构上相 互靠近，形成具有一定空间结构的区域-活性中心。 溶菌酶的活性中心溶菌酶的活性中心 15 结合酶：结合酶： 活性中心即辅酶分子，或辅酶上的某一部分 结构，以及与辅酶分子在结构上紧密偶联的蛋白 质结构区域。 己糖激酶的活性中心 16 活性中心是活性中心是直接将底物转化为产物的部位。直接将底物转化为产物的部位。 它通常包括两个部分： （1）结合中心：与底物结合的部分。 决定酶的专一性。 （2）催化中心：促进底物发生化学变 化的部分。决定酶所催化反应的性质。 注意：酶的活性中心一般只有一个。催化中心常常只有一个，包括2 个或3个氨基酸残基。结合中心则随酶而异，有的仅一个，有的有数个。 每个结合中心的氨基酸数目也很不一致。 17 活性部位的基团都是必需基团活性部位的基团都是必需基团，但必需