生化03章酶化学

1、第四节第四节 酶催化作用的机理酶催化作用的机理 一、酶依靠降低活化能加速化学反应一、酶依靠降低活化能加速化学反应E + S E + P ES EX 中间产物中间产物ES, ES, 化学键的形成释放结合能，抵化学键的形成释放结合能，抵消活化能。消活化能。 ES的形成的形成 与与 过渡态（过渡态（transition state）酶活性中心与底物形成瞬时的次级键酶活性中心与底物形成瞬时的次级键 一个次级键产生一个次级键产生4-30kJ/mol结合能结合能, 抵消活化能。抵消活化能。 位于酶位于酶-底物复底物复合物中的底物，结构合物中的底物，结构介于底物和产物之间，介于底物和产物之间，易转变成为产物

2、。易转变成为产物。二、酸碱催化（二、酸碱催化（acid-base catalysis） 可作为质子供体或受体的侧链可作为质子供体或受体的侧链酸碱催化酸碱催化胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶三、共价催化（共价催化（covalent catalysis） 四、金属离子催化金属离子催化金属离子的作用金属离子的作用结合底物为反应定向结合底物为反应定向可逆改变金属离子的氧化可逆改变金属离子的氧化 态调节氧化态调节氧化 还原反应还原反应静电稳定或屏蔽负电荷，静电稳定或屏蔽负电荷， 降低反应中的静电斥力降低反应中的静电斥力五、酶执行催化功能实例五、酶执行催化功能实例羧肽酶羧肽酶A（carboxypeptidase

3、A，CpA）羧肽酶羧肽酶A的三维结构的三维结构Zn2+与与His69、His196、Glu72残基侧链及残基侧链及H2O配位结合；配位结合；与底物结合时，与被裂解肽键羰基氧形成第与底物结合时，与被裂解肽键羰基氧形成第6个配位键个配位键羧肽酶羧肽酶A对底物的要求对底物的要求底物与酶结合的诱导契合作用底物与酶结合的诱导契合作用Glu 270Arg 145Tyr 248n酶底物复合物酶底物复合物Arg 145Tyr 248Glu 270底物结合于酶的活性中心底物结合于酶的活性中心胰凝乳蛋白酶（胰凝乳蛋白酶（chymotrypsin） （1）丝氨酸蛋白酶类（）丝氨酸蛋白酶类（serine protea

4、ses）胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶弹性蛋白酶弹性蛋白酶胰凝乳蛋白酶水解：胰凝乳蛋白酶水解：肽键；酯键肽键；酯键胰凝乳蛋白酶机制的人工合成有机酯胰凝乳蛋白酶机制的人工合成有机酯对硝基苯酚乙酯对硝基苯酚乙酯胰凝乳蛋白酶水解对硝基苯酚乙酯胰凝乳蛋白酶水解对硝基苯酚乙酯对硝基苯酚乙酯对硝基苯酚乙酯乙酰化酶中间体乙酰化酶中间体催化机制催化机制E + S E + P 2ES EP2+ P1 （2）胰凝乳蛋白酶的催化三联体胰凝乳蛋白酶的催化三联体（catalytic triad）胰凝乳蛋白酶中胰凝乳蛋白酶中Ser-His-Asp催化三联体的作用催化三联体的作用（3）胰凝乳）胰凝乳蛋白酶催化形蛋

5、白酶催化形成临时四面体成临时四面体中间体中间体（4）胰凝乳蛋白酶与胰蛋白酶和弹性蛋白酶）胰凝乳蛋白酶与胰蛋白酶和弹性蛋白酶胰凝乳蛋白酶与胰蛋白酶和弹性蛋白酶的胰凝乳蛋白酶与胰蛋白酶和弹性蛋白酶的底物专一性底物专一性胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶和弹性蛋白酶胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶和弹性蛋白酶底物结合口袋底物结合口袋3. 胃蛋白酶（胃蛋白酶（pepsin）分属分属2个结构域的个结构域的Asp32和和Asp215起关键催化作用起关键催化作用天冬氨酸蛋白酶作用机制天冬氨酸蛋白酶作用机制酸碱催化酸碱催化4. 溶菌酶（溶菌酶（lysozyme）溶菌酶催化的反应溶菌酶催化的反应糖的糖的、构型构型溶菌酶对不同溶菌酶对不同NAG寡聚体的水解寡聚体的水解D-E之间糖苷键是溶菌酶水解部位之间糖苷键是溶菌酶水解部位溶菌酶溶菌酶-底物复合物底物复合物溶菌酶的作用位点溶菌酶的作用位点溶菌酶活性中心由溶菌酶活性中心由Asp52和和Glu35组成组