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1、第十章酶的催化作用機制和酶的調(diào)節(jié)酶分子中促使底物發(fā)生化學變化的部位稱為催化部位。通常將酶的結(jié)合部位和催化部位總稱為酶的活性部位或活性中心。結(jié)合部位決定酶的專一性，催化部位決定酶所催化反應的性質(zhì)。2．催化部位catalyticsite（1）活性部位酶占總體很小部分：1-2%（2）酶活性部位是一個三維實體（3）酶活性部位與底物通過誘導契合后結(jié)合（4）酶活性部位是其表面一個裂縫，內(nèi)部非極性基團較多，是一疏水區(qū)域（5）底物通過非共價與酶結(jié)合（6）活性部位具有柔性或可運動性酶活性部位的共同特點著名生物化學家、中科院院士 ——鄒承魯鄒承
2、魯：我的學生差不多都退休了。學生：就先生還在這干。我們也快退休了，但是老先生還得干。鄒承魯：我是退休嫌悶得慌。學生：其實搞科學的就是這樣，他也不求什么，就求一個能干自己想干的事的環(huán)境。鄒承魯(1923年5月17日—)，出生于山東青島，祖籍江蘇無錫。生物化學家。1980年當選為中國科學院學部委員(院士)。1946年，赴英國劍橋大學。研究生期間，他在國際上最早用蛋白水解酶部分水解方法研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，單獨署名的論文在英國《自然》雜志發(fā)表。1951年，鄒承魯獲英國劍橋大學生物化學博士學位。1958年，他參加發(fā)起人工合成胰
3、島素工作，并負責胰島素A和B鏈的拆合。鄒承魯?shù)扔米约簞?chuàng)立的動力學方法比較研究了各種不同類型的酶在變性過程中構(gòu)象和活力變化的關(guān)系，得到活性喪失先于構(gòu)象變化的結(jié)果，據(jù)此提出了酶活性部位柔性的假說。酶催化作用的本質(zhì)是酶的活性中心與底物分子通過短程非共價力(如氫鍵,離子鍵和疏水鍵等)的作用，形成E-S反應中間物。其結(jié)果使底物的價鍵狀態(tài)發(fā)生形變或極化，起到激活底物分子和降低過渡態(tài)活化能作用。酶催化作用的本質(zhì)三、影響酶催化效率的有關(guān)因素酶是專一性強，催化效率很高的生物催化劑，這是由酶分子的特殊結(jié)構(gòu)決定的。多種因素可以使酶催化的反應加速：
4、*二、酶催化反應的獨特性質(zhì)（自學，以增對酶催化作用所理解）鄰近效應：酶與底物形成復合物后，使底物和底物之間（對多底物反應而言），酶的催化基團與底物之間結(jié)合于同一分子使反應有效濃度大提高，有利于提高反應速率大增加。定向效應：反應物的反應基團之間和酶的催化基團與底物的反應基團之間正確取位，使底物分子中參與反應的基團相互接近，并被嚴格定定位，使酶促反應具有高效率和專一性特點。（例如：P389鄰苯丙酸內(nèi)酯形成的反應）1、底物和酶的鄰近效應和定向效應例：鄰近效應以乙酸對硝基苯酯以咪唑作為酶催化的水解反應為例，若將咪唑連到其上，則反應加
5、快24倍2、底物形變和誘導契合該學說認為酶表面并沒有一種與底物互補的固定形狀，而只是由于底物的誘導才形成了互補形狀，同時底物了發(fā)生形變，接近其過渡態(tài)，降低了反應活化能，使反應易于發(fā)生.形變的機制：與酶結(jié)合，底物分子內(nèi)敏感鍵中電子云密度增高或降低，使敏感鍵更敏感，從而底物分子形變。指通過瞬時的向反應物提供質(zhì)子或從反應物接受質(zhì)子以穩(wěn)定過渡態(tài)，加速反應的催化機制。酸-堿催化可分為狹義的酸-堿催化和廣義的酸-堿催化。酶參與的酸-堿催化反應一般都是廣義的酸－堿催化方式。廣義酸－堿催化是指通過質(zhì)子酸提供部分質(zhì)子,或是通過質(zhì)子堿接受部分質(zhì)
6、子的作用，達到降低反應活化能的過程。3、酸堿催化廣義酸基團廣義堿基團（質(zhì)子供體）（質(zhì)子受體）酶分子中可以作為廣義酸、堿的基團His是酶的酸堿催化作用中最活潑的一個催化功能團。4、共價催化基本原理：又稱親核催化或親電子催化，催化時，酶分子上親核基團或親電子基團分別放出電子或汲取電子并作用于底物的缺電子或富電子中心，迅速形成不穩(wěn)定的共價中間復合物，降低反應活化能，使反應加速。酶上常見的親核基團：Ser的羥基，Cys的巰基，His的咪唑基。底物上親電基團：磷酰基，酰基，糖基。——P392實例5、金屬離子催化作用*根據(jù)金屬離子與酶蛋
7、白結(jié)合程度，可分為兩類：金屬酶和金屬—激活酶。（1）金屬酶：酶蛋白與金屬離子結(jié)合緊密。如Fe2+/Fe3+、Cu+/Cu3?、Zn2+、Mn2+、Co2?等過渡態(tài)離子。（2）金屬—激活酶：金屬離子與酶的結(jié)合一般較松散。在溶液中，酶與這類離子結(jié)合而被激活。如Na+、K+、Mg2+、Ca2+等。以3種主要途徑參加催化過程：（1）通過結(jié)合底物為反應定向（2）通過可逆改變金屬離子 氧化態(tài)調(diào)節(jié)氧化還原反應許多氧化-還原酶中都含有銅或鐵離子，它們作為酶的輔助因子起著傳遞電子的功能。Fe3+eFe2+Cu2+eCu+（3）通過靜電穩(wěn)定或屏
8、蔽負電荷電荷屏蔽作用是酶中金屬離子的一個重要功能。如：Mg2+－ATP復合物。6、多元催化和協(xié)同效應酶的活性中心部位，一般都含有多個起催化作用的基團，這些基團配合在一起作用如胰凝乳蛋白酶通過Asp102、His57和Ser195組成的電荷中繼網(wǎng)催化肽鍵水解。7、活性部位微環(huán)境影響酶的活性中
