酶的作用机制和酶的调节演示文稿2

酶的作用机制和酶的调节演示文稿第一页，共六十九页。（优选）酶的作用机制和酶的调节第二页，共六十九页。溶菌酶的结构白色为Glu35和Asp52第三页，共六十九页。第四页，共六十九页。二、胰核糖核酸酶A(pancreaticribonucleaseA，RNaseA)第五页，共六十九页。第六页，共六十九页。第七页，共六十九页。第八页，共六十九页。第九页，共六十九页。第十页，共六十九页。第十一页，共六十九页。三、羧肽酶A(carboxypeptidaseA)第十二页，共六十九页。第十三页，共六十九页。第十四页，共六十九页。第十五页，共六十九页。第十六页，共六十九页。第十七页，共六十九页。胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶、弹性蛋白酶氨基酸序列的比较。第十八页，共六十九页。第十九页，共六十九页。第二十页，共六十九页。

胰凝乳蛋白酶催化的裂解反应的动力学。乙酸基以共价键与酶的Ser195结合，因而释放较晚。第二十一页，共六十九页。胰凝乳蛋白酶反应的详细机制（1）结合底物His57质子供体形成共价ES复合物C-N键断裂底物第二十二页，共六十九页。胰凝乳蛋白酶反应的详细机制（2）羰基产物释放四面体中间物的瓦解水亲核攻击羧基产物释放第二十三页，共六十九页。五、天冬氨酸蛋白酶(asparticproteases)

若为共价催化，会有两种中间物之一，两种中间物均未能找到，说明这一类酶为非共价催化。第二十四页，共六十九页。

第二十五页，共六十九页。第五节酶活性的调节控制

变构酶(别构酶）（1）变构酶：有的酶可以与某些化合物（称为变构剂）发生非共价结合，引起酶分子构象的改变，对酶起到激活或抑制的作用，这类酶通常称为~。（2）别构效应：别构酶通过与调节物非共价的结合，诱导或稳定住酶分子的某种构象来调节酶促反应速度及代谢过程的这种效应称为~。（3）变构调节作用：由于变构剂与变构中心的结合而引起酶活性改变的现象则称为~。结构特点：

（1）活性中心：结合部位和催化部位（2）变构中心：特殊的调控部位注意：变构中心不是酶活性中心的组成部分。第二十六页，共六十九页。一、别构调控(allostericregulation)（一）别构酶的性质1.别构调节：别构酶：均为寡聚酶，除活性部位外，还有可以同效应物（调节物）结合的调节部位。效应物或别构剂：

正效应物或别构激活剂；负效应物或别构抑制剂同促效应与异促效应：正或负协同效应、正或负异促效应。第二十七页，共六十九页。别构酶的调控方式有四类：

正协同效应：酶的一个亚基与底物结合后，其他亚基与底物的结合能力加强，v-[S]曲线为S形。负协同效应：酶的一个亚基与底物结合后，其他亚基与底物的结合能力减弱，v-[S]曲线为平坦的双曲线。正异促效应：负异促效应第二十八页，共六十九页。（二）天冬氨酸转氨甲酰酶的性质

天冬氨酸为正协同效应剂；

ATP为别构激活剂；

CTP为别构抑制剂。ATP与CTP相互竞争调节部位。其生物学意义?p414第二十九页，共六十九页。含2个催化亚基，3个调节亚基第三十页，共六十九页。（2）ATCase活性调节的机理有催化活性的构象无催化活性的构象第三十一页，共六十九页。第三十二页，共六十九页。第三十三页，共六十九页。用底物类似物PALA与酶结合后，催化三聚体移动了1.2nm酶的别构作用通过大的变化来转达四级结构第三十四页，共六十九页。底物与酶结合后催化三聚体发生了移动，两个结构域更加靠近，由T-R，从而形成了最优化的活性中心.p417第三十五页，共六十九页。ATCase酶的别构效应相当大的立体空间范围内起着调节活性的作用1.活性部位较远2.催化部位与最近的调节部位距离较远。底物的协同结合和CTP的反馈抑制是通过长距离而传递的。底物结合到ATCase上引起高度协同的别构转变.

ATP和CTP通过改变T和R态之间的平衡来调节ATCase的活性.第三十六页，共六十九页。第三十七页，共六十九页。第三十八页，共六十九页。（三）3-磷酸甘油醛脱氢酶

3-磷酸甘油醛脱氢酶是负协同效应酶的典型代表。3-磷酸甘油醛脱氢酶有4个亚基，一个亚基与NAD+结合后发生构像变化，其它亚基与NAD+结合的能力下降（表10-8），表现为负协同效应。由于负协同效应，在NAD+浓度很低的情况下，糖酵解过程仍然能以较快的速率顺利进行。第三十九页，共六十九页。（2）甘油醛-3-磷酸脱氢酶的调节机理第四十页，共六十九页。

别构酶有受调控的动力学特征

1.在其分子内、不同的空间位置上的特定位点具有传递改变构象信息的能力；2.具有在不同外界环境条件时，作出选择，以达到对代谢过程的调节控制。3.正协同效应(S型曲线)与负协同效应(表观双曲线)

别构酶的结构特征

1.几乎都是寡聚酶，具有四级结构，分子较大，常常表现出单体酶没有的特殊性质；2.有可以结合底物的活性中心外，还有可以结合调节物的别构中心。二者处在不同的部位上。3.别构酶不遵循米氏方程。别构酶的性质第四十一页，共六十九页。正协同效应别构酶与米氏酶动力学比较第四十二页，共六十九页。负协同效应别构酶与米氏酶动力学比较第四十三页，共六十九页。怎么区分米氏酶与别构酶？

koshland建议用饱和比值（saturationratio,Rs）典型的米氏酶RS=81具有正协同效应的别构酶RS<81具有负协同效应的别构酶RS>81第四十四页，共六十九页。

更常用的是Hill系数法，以log(v/(Vm-v))对log[S]作图，曲线的最大斜率为Hill系数，米氏酶等于1，正协同酶大于1，负协同小于1。n为Hill系数，米氏酶Hill系数第四十五页，共六十九页。别构酶的齐变模型SSSSSSSSSST状态（对称亚基）T状态（对称亚基）SSSS对称亚基对称亚基齐步变化别构酶协同效应的机制解释正协同、正或负异促效应第四十六页，共六十九页。别构酶的序变模型SSSSSSSSSSSSSS亚基全部处于R型亚基全部处于T型依次序变化1966年由Koshland、Nemethy和Filmer提出。

解释异促效应第四十七页，共六十九页。目前认为齐变模型不适合于负协同效应。第四十八页，共六十九页。二、酶原与酶原的激活

酶原有些酶在细胞内合成或初分泌时只是酶的无活性前体，此前体物质称为酶原。酶原的激活在一定条件下，酶原向有活性酶转化的过程。第四十九页，共六十九页。

酶原激活的机理酶原分子构象发生改变形成或暴露出酶的活性中心

一个或几个特定的肽键断裂，水解掉一个或几个短肽在特定条件下第五十页，共六十九页。（一）消化系统蛋白酶原的激活第五十一页，共六十九页。1.胰凝乳蛋白酶原的激活胰凝乳蛋白酶原：是胰凝乳蛋白酶的非活性前体首先受蛋白酶作用第五十二页，共六十九页。2、胃蛋白酶原（pepsinogen）的激活第五十三页，共六十九页。胃蛋白酶原激活过程失去44个氨基酸残基第五十四页，共六十九页。3、胰蛋白酶原（trypsinogen）的激活肠激酶第五十五页，共六十九页。赖缬天天天天甘异赖缬天天天天缬组丝SSSS46183甘异缬组丝SSSS肠激酶胰蛋白酶活性中心胰蛋白酶原的激活过程第五十六页，共六十九页。酶原激活胰蛋白酶原肠激酶

六肽＋胰蛋白酶弹性蛋白酶原胰凝乳蛋白酶原胰凝乳蛋白酶弹性蛋白酶羧肽酶原羧肽酶第五十七页，共六十九页。（二）凝血机制12种蛋白质凝血因子有7种是丝氨酸蛋白酶。第五十八页，共六十九页。酶级联反应：一种酶原的激活常常会引发一系列酶的激活，这样的系列激活反应称之酶级联反应。第五十九页，共六十九页。三、可逆的共价修饰(reversiblecovalentmodification)

共价修饰包括：磷酸化、腺苷酰化、尿苷酰化、ADP-糖基化、甲基化等。磷酸化存在普遍，有非常重要的生理意义，主要以P-O键或P-N键连接。蛋白质的磷酸化主要由蛋白激酶催化，常见的蛋白激酶有蛋白激酶A（PKA），蛋白激酶C（PKC），磷酸化酶激酶（phK），蛋白酪氨酸激酶（PTK）等。第六十页，共六十九页。第六十一页，共六十九页。1.蛋白激酶A无活性的R2C2复合体

cAMP与调节亚基的结合解除了对催化亚基的抑制作用，催化亚基具有了酶活性。第六十二页，共六十九页。GlycogenPhosphorylase：AllostericRegulationandCovalentModification.2.磷酸化酶激酶phK

糖原代谢的关键酶：通过磷酸化作用使无活性的磷酸化酶b转变为有活性的磷酸化酶a。与Ca2+结合而激活全酶1.与Ca2+结合而激活全酶，使γ亚基具有催化活性。2.PKA使α，β亚基磷酸化，使

γ亚基失去催化活性。第六十三页，共六十九页。

3、蛋白激酶C自学第六十四页，共六十九页。第六节同工酶指能催化同一种化学反应，但其酶蛋白本身的分子结构组成却有所不同的一组酶。第六十五页，共六十九页。HHHHHHHMHHMMHMMMMMMMLDH1

(H4)LDH2(H3M)LDH3(H2M2)LDH4(HM3)LDH5

(M4)乳酸脱氢酶的同工酶*举例：乳酸脱氢酶(LDH1～

LDH5)第六十六页，共六十九页。乳酸脱氢酶同工酶形成示意图

多肽亚基mRNA四聚体结构基因a

b乳酸脱氢酶同工酶电泳图谱+–H4MH3M2H2M3HM4点样线第六十七页，共六十九页。生理及临床意义

在代谢调节上起着重要的作用；用于解释发育过