生物化学课件酶2作用机制

1、123一、活性中心一、活性中心1. 1. 概念概念 活性中心活性中心：酶分子中能同底物结合并起催化作：酶分子中能同底物结合并起催化作用的空间部位。用的空间部位。4胰凝乳蛋白酶在活性部位与底物结合胰凝乳蛋白酶在活性部位与底物结合52. 2. 活性中心的实质活性中心的实质 活性中心活性中心是酶分子中是酶分子中空间结构上相互靠近空间结构上相互靠近的几个的几个aaaa残基，残基，排列排列在活性中心的表面，在活性中心的表面，其其侧链基团侧链基团结合底物结合底物并催化其发生化学变并催化其发生化学变化。化。 活性中心活性中心以外的部分以外的部分对活性中心的形成提对活性中心的形成提供供结构基础结构基础。溶菌酶

2、的活性位点溶菌酶的活性位点63.3.活性中心的功能部位活性中心的功能部位： 酶分子上与底物结酶分子上与底物结合的部位。合的部位。结合部位结合部位决定酶的专一性。决定酶的专一性。： 底物在此发生一定底物在此发生一定的化学变化。的化学变化。催化部催化部位决定酶所催化反应位决定酶所催化反应的性质。的性质。7 ：酶分子中存在着一些可以与其他分酶分子中存在着一些可以与其他分子发生某种程度的结合的部位，从而子发生某种程度的结合的部位，从而引起酶分子引起酶分子空间构象的变化空间构象的变化，对酶起激活或抑制作用。，对酶起激活或抑制作用。84.4.活性中心的特点活性中心的特点 活性部位只占酶整个活性部位只占酶整

3、个分子很小部分。通常分子很小部分。通常只有几个只有几个aaaa残基残基组成。组成。 酶的活性中心是个三酶的活性中心是个三维实体，具有一定的维实体，具有一定的空间构象，结合底物空间构象，结合底物时时构象改变构象改变，与底物，与底物相互契合。酶活性中相互契合。酶活性中心是可心是可运动性运动性的，酶的，酶活性中心与底物的结活性中心与底物的结合通过合通过次级键次级键。 9酶的活性部位位于酶分酶的活性部位位于酶分子表面的一个子表面的一个裂缝内裂缝内，底物分子就结合到这个底物分子就结合到这个裂缝内，裂缝内，裂缝内含较多裂缝内含较多疏水基团疏水基团，有利于结合，有利于结合和催化。和催化。酶的活性中心的酶的活

4、性中心的aaaa残基残基在一级结构可能相距很在一级结构可能相距很远，但在远，但在空间结构上十空间结构上十分靠近分靠近。HIV蛋白酶蛋白酶10活性中心的氨基酸残基活性中心的氨基酸残基 酶活性中心出现的频率最高的酶活性中心出现的频率最高的aaaa： SerSer、HisHis、CysCys、TyrTyr、AspAsp、GluGlu、LysLys。 活性中心的活性中心的aaaa残基往往分散在相互较远的残基往往分散在相互较远的aaaa顺序中，有的甚至分散在不同的肽链上。顺序中，有的甚至分散在不同的肽链上。11胰凝乳蛋白酶的活性中心胰凝乳蛋白酶的活性中心AspHisSer二异丙基氟磷酸（DIFP）N-对

5、对-甲苯磺酰苯丙氨酰氯甲基酮（甲苯磺酰苯丙氨酰氯甲基酮（TPCK）125. 5. 必需基团：必需基团： 酶分子中某些基团经过化学修饰使其改变，则酶酶分子中某些基团经过化学修饰使其改变，则酶的活性丧失，这些基团称为的活性丧失，这些基团称为必需基团必需基团； 必需基团必需基团指酶表现催化活性不可缺少的基团，除指酶表现催化活性不可缺少的基团，除了了活性中心的基团活性中心的基团，还包括在，还包括在活性中心之外的不活性中心之外的不与底物直接作用某些区域与底物直接作用某些区域。13 酶活性中心的必需基团包括酶活性中心的必需基团包括丝氨酸的羟基，丝氨酸的羟基，半胱氨酸的巯基半胱氨酸的巯基组氨酸的组氨酸的咪唑

6、基咪唑基天门冬氨酸和谷氨酸的天门冬氨酸和谷氨酸的羧基羧基赖氨酸的赖氨酸的氨基氨基等等146.6.研究酶活性中心的主要方法研究酶活性中心的主要方法通过通过研究专一性底物：研究专一性底物： 判断确定判断确定E E活性中心的结活性中心的结构；构；化学修饰法：化学修饰法：共价修饰共价修饰（特异（特异/ /非特异）非特异）E E分子的分子的一些功能基团，以查出哪一些功能基团，以查出哪些基团是活性必需的；些基团是活性必需的；二异丙基氟磷酸二异丙基氟磷酸 DIPF15亲合标记法：亲合标记法： N-对对-甲苯磺酰苯丙氨酰氯甲苯磺酰苯丙氨酰氯甲基酮（甲基酮（TPCK）是胰凝乳）是胰凝乳蛋白酶的亲和标记物；蛋白酶

7、的亲和标记物； 当用当用C14 标记的标记的TPCK与胰与胰凝乳蛋白酶一起保温时，酶凝乳蛋白酶一起保温时，酶即失活，证明即失活，证明TPCK 与酶分与酶分子中的子中的His57发生作用；发生作用； 说明说明His57是活性中心的另是活性中心的另一组成部分。一组成部分。X-X-衍射：衍射：直接探明活性直接探明活性中心。中心。 16填空：填空：酶活性中心的两个功能部位分别酶活性中心的两个功能部位分别是（是（ ）和（）和（ ）。）。判断：判断：酶的必需基团不一定在酶的活性酶的必需基团不一定在酶的活性中心（中心（ ）17181 1、锁钥学说、锁钥学说 (lock and key) (lock and

8、key)： 强调强调E E与与S S结构互相吻结构互相吻合合( (刚性模板刚性模板) )。 缺点缺点：无法解释逆反：无法解释逆反应。应。192 2、三点附着、三点附着 酶和底物的结合必需多于两个结合点酶和底物的结合必需多于两个结合点，即酶只能对，即酶只能对那些至少有三个结合点都互相匹配的底物才能发生那些至少有三个结合点都互相匹配的底物才能发生催化。催化。203 3、诱导契合学说、诱导契合学说(induced-fit (induced-fit hypothesis):hypothesis):E E蛋白受蛋白受S S分子诱导，分子诱导，其构象发生有利于其构象发生有利于S S结结合的变化，合的变化，

9、E E与与S S在此基在此基础上互补契合础上互补契合, ,通过分通过分子识别进行反应。子识别进行反应。21（二）中间产物学说（二）中间产物学说1.1.活化能和过渡态活化能和过渡态活化能活化能：活泼态与常态之间的能量差，也就：活泼态与常态之间的能量差，也就是分子由常态转变为活化状态所需的能量，是分子由常态转变为活化状态所需的能量，称为活化能。称为活化能。过渡态：过渡态：是是反应物反应物分子处于分子处于被激活被激活的状态，的状态，是反应途径中分子具有是反应途径中分子具有最高能量形式的不稳最高能量形式的不稳态态，是一个短暂的分子瞬间。，是一个短暂的分子瞬间。221.1. 对反应途径加热或用光照射，从

10、而使反应物分子获对反应途径加热或用光照射，从而使反应物分子获得所需的活化能；得所需的活化能；2. 2. 使用适当的使用适当的催化剂催化剂，降低反应的能垒，使反应沿着，降低反应的能垒，使反应沿着一个活化能垒较低的途径进行。一个活化能垒较低的途径进行。酶和一般催化剂的作用一样，就是能酶和一般催化剂的作用一样，就是能降低底物分子降低底物分子所必需具有的活化能，加速过渡态的形成。所必需具有的活化能，加速过渡态的形成。23酶如何降低反应活化能？酶如何降低反应活化能？2.2.中间产物学说中间产物学说1903年，年，Henri提出了酶与底物作用的中间复合物学说。提出了酶与底物作用的中间复合物学说。 （1 1

11、）学说认为：）学说认为：当酶催化一化学反应时，当酶催化一化学反应时，首先首先E E和和S S结合形成结合形成中间产物中间产物ESES，然后它再，然后它再分解成产物分解成产物P P并释放酶并释放酶E E。S + E ES E + P24（2 2）中间产物）中间产物1 1）酶与底物以酶与底物以次级键相互作用次级键相互作用形形成中间产物成中间产物ESES。2) 2) 来自来自酶与底物相互作用的能量酶与底物相互作用的能量称称结合能结合能(G(GB B) )。结合能是酶降结合能是酶降低反应活化能的主要自由能来源。低反应活化能的主要自由能来源。3) 3) ESES决定酶促反应速度。决定酶促反应速度。25（

12、3 3）中间产物形成的实验依据）中间产物形成的实验依据存在最大反应速度存在最大反应速度26X-X-衍射观察衍射观察Structure of an enzyme-substrate complex of cytochrome P-450 樟脑27光谱特性光谱特性：酶和底物的光谱性质在形成酶和底物的光谱性质在形成ES后发生变化。后发生变化。 H2O2 + AH2 A + 2H2O H2O2酶（含铁卟啉）：红褐色，酶（含铁卟啉）：红褐色， 在在645、583、548、498nm处有光吸收；处有光吸收； 加加H2O2后：酶液由褐转红，后：酶液由褐转红，只在只在561、530nm处显示光吸收处显示光吸收

13、带，带，说明有新物质；说明有新物质； H2O2 + E H2O2 -E 若加入氢供体（焦性没食子酸）后：若加入氢供体（焦性没食子酸）后： H2O2 -E + AH2 A +E+ 2H2O 二条新带消失，恢复原四条带。二条新带消失，恢复原四条带。过氧化氢酶过氧化氢酶28色氨酸合成酶色氨酸合成酶催化丝氨酸和吲哚催化丝氨酸和吲哚合成色氨酸合成色氨酸29 19461946年，年， PaulingPauling提出过渡态理论：提出过渡态理论： 底物过渡态底物过渡态是一个是一个底物分子不稳定的化学底物分子不稳定的化学状态状态，它仅仅是底物分子转变为产物的过，它仅仅是底物分子转变为产物的过程中经历的状态（程

14、中经历的状态（一瞬间一瞬间），在这一瞬间），在这一瞬间可以发生旧键的断裂、新键的形成，电荷可以发生旧键的断裂、新键的形成，电荷的变化等。的变化等。 30Pauling Pauling 提出：提出：E E与与S S的过渡态的过渡态互补，亲和力最强，互补，亲和力最强，释放的释放的结合能结合能使反应使反应活化能降低活化能降低，有利于，有利于S S 跨跨越能垒，使反应加速。越能垒，使反应加速。31过渡态理论要点：过渡态理论要点：1 1）酶与底物的弱键作用仅发生在）酶与底物的弱键作用仅发生在过渡态过渡态；2 2）这种相互作用释放的自由能（）这种相互作用释放的自由能（结合能结合能）部）部分抵消了反应的能量

15、要求。分抵消了反应的能量要求。322 2、 底物过渡态底物过渡态的证明的证明人工设计合成了过渡态类似物：人工设计合成了过渡态类似物：发现过渡态类似物与酶的结合比底物与酶的结合紧密发现过渡态类似物与酶的结合比底物与酶的结合紧密10102 2-10-106 6。磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 底物过渡态底物过渡态 过渡态类似物过渡态类似物 33（2 2）用人工过渡态类似物制备出）用人工过渡态类似物制备出抗体酶抗体酶概念：概念：指具有催化功能的抗体分子。指具有催化功能的抗体分子。 过渡态类似物过渡态类似物 免疫动物免疫动物 抗体抗体 此抗体具：此抗体具：1 1）加快反应速度）加快反应速度10102 2-1

16、0-107 7倍；倍；2 2）具有酶的性质：专一性、催化活性、酶动力学行）具有酶的性质：专一性、催化活性、酶动力学行为均符合；为均符合；34抗体酶前景：抗体酶前景： 在科研、医学和工业上有应用价值。在科研、医学和工业上有应用价值。35 填空：填空：和一般的催化剂一样，酶通过降低反应体和一般的催化剂一样，酶通过降低反应体系中的反应分子的（系中的反应分子的（ ）来加快反应速）来加快反应速度。酶如何降低反应分子的（度。酶如何降低反应分子的（ ），可），可用（用（ ）来解释；）来解释；酶与底物结合的学说主要有三个，即酶与底物结合的学说主要有三个，即（ ）、（）、（ ）和（）和（ ）。）。36 三、酶的

17、作用机理三、酶的作用机理37 指指E E分子上某些基分子上某些基团作为团作为质子供体质子供体和质子受体和质子受体对对S S进进行行( (广义的广义的) )酸碱酸碱催化，使催化，使S S处于稳处于稳定的过渡态，定的过渡态，达达到降低反应活化到降低反应活化能的过程，能的过程，以加以加速反应。速反应。 1、醛的水合作用、醛的水合作用2、肽的水解作用、肽的水解作用38质子供体质子供体酶活性部位上的某些基团可以作为良好的质子供体或受体酶活性部位上的某些基团可以作为良好的质子供体或受体对底物进行酸碱催化。对底物进行酸碱催化。39 催化剂催化剂E E通过与底物形成通过与底物形成一个短暂的活性很一个短暂的活性

18、很高的共价过渡产物高的共价过渡产物，使反应活化能降低，从，使反应活化能降低，从而提高反应速度的过程，称为共价催化而提高反应速度的过程，称为共价催化。40 酶中参与共价催化的基团酶中参与共价催化的基团主要包括主要包括 HisHis的咪唑基，的咪唑基，CysCys的硫基，的硫基，AspAsp的羧基，的羧基，SerSer的羟基的羟基等。等。 E E分子中的亲核基团提供分子中的亲核基团提供电子，对电子，对S S的亲电中心的亲电中心进进行攻击，生成行攻击，生成ESES使反应活使反应活化能降低，反应加速。化能降低，反应加速。 形成的共价中间物形成的共价中间物被水或被水或第二底物第二底物攻击释放出产物。攻击

19、释放出产物。41邻近效应邻近效应：指两个反应的分子，它们反应：指两个反应的分子，它们反应的基团需要互相靠近，的基团需要互相靠近，分子间反应转变成分分子间反应转变成分子内反应，子内反应， S S有效浓度得以极大升高有效浓度得以极大升高； 定向效应定向效应：指：指底物的反应基团间、酶的催底物的反应基团间、酶的催化基团与底物的反应基团化基团与底物的反应基团之间的之间的正确定向正确定向和取位和取位而产生的效应而产生的效应，使反应基团的分子轨道，使反应基团的分子轨道以正确方位相互交叠，以正确方位相互交叠，反应易于发生反应易于发生。 底物在酶活性中心的有效浓度大大增底物在酶活性中心的有效浓度大大增加，有利

20、于提高反应速度。加，有利于提高反应速度。42靠近靠近43定向定向44 底物结合可以诱导酶底物结合可以诱导酶分子构象的变化，而分子构象的变化，而变化的酶分子又使底变化的酶分子又使底物分子的敏感键产生物分子的敏感键产生“张力张力”甚至甚至“形形变变”，从而促进酶从而促进酶- -底物中间产物进入过底物中间产物进入过渡态。这实际上是渡态。这实际上是酶酶和底物诱导契合的动和底物诱导契合的动态过程态过程。 45 这是一个形成内酯的反应。当这是一个形成内酯的反应。当 R RCHCH3 3时，其反应速时，其反应速度比度比R RH H的情况快的情况快315315倍。倍。 由于由于-CH-CH3 3体积比较大，与

21、反应基团之间产生体积比较大，与反应基团之间产生一种立一种立体排斥张力体排斥张力，从而使反应基团之间更容易形成稳定，从而使反应基团之间更容易形成稳定的的五元环过渡状态五元环过渡状态。 RCRC H2O HOO HH2ORROOHHSreric strain46酶催化类型举例酶催化类型举例（一）消化道丝氨酸蛋白酶（一）消化道丝氨酸蛋白酶(Serine (Serine proteases)proteases) 种类：种类： 胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶共性共性：水解肽键（但专一性不同）；水解肽键（但专一性不同）； 相对分子量在相对分子量在252510103 3

22、； 有相似有相似aaaa顺序和三级结构及分子形状；顺序和三级结构及分子形状； 活性中心由活性中心由HisHis、AspAsp、SerSer组成催化三联体；组成催化三联体； 类似的催化机制。类似的催化机制。 4748 共性反映了它们源于共同祖先，因基因突共性反映了它们源于共同祖先，因基因突变，表现出不同的底物专一性，此称变，表现出不同的底物专一性，此称 。 来自胰腺的胰凝乳蛋白酶（来自胰腺的胰凝乳蛋白酶（PhePhe、 TyrTyr、 TrpTrp、）、胰蛋白酶（、）、胰蛋白酶（LysLys、Arg Arg ）和弹性蛋）和弹性蛋白酶（疏水残基），白酶（疏水残基），活性中心活性中心SerSer附近

23、的附近的aaaa顺序相同，且分子一级结构中有顺序相同，且分子一级结构中有40%aa40%aa顺序顺序相同，三维结构也相同，表明它们起源于共相同，三维结构也相同，表明它们起源于共同的祖先，同的祖先，但是它们的底物专一性不同。但是它们的底物专一性不同。49活性中心三维结构的相似性50胰凝乳蛋白酶芳香族侧链胃蛋白酶带正电荷侧链弹性蛋白酶短链无电荷侧链底物结合部位不同底物结合部位不同, ,底物专一性也不同底物专一性也不同51胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶(chymotrypsin)(chymotrypsin) 该酶该酶需要底物有需要底物有一个疏水基团结一个疏水基团结合于酶上的疏水合于酶上的疏水部位，部位，这

24、个结合这个结合起定位作用，使起定位作用，使底物敏感键对准底物敏感键对准酶的催化基团。酶的催化基团。 疏水定位基团：疏水定位基团：PhePhe、Trp Trp 522）催化机制：）催化机制：电荷中继网电荷中继网( (c charge relay network):harge relay network): 位于酶活性中心，由位于酶活性中心，由SerSer195195-His-His5757-Asp-Asp102102三者三者构成一个氢键体系，称为构成一个氢键体系，称为。通过电荷中继。通过电荷中继网，进行酸碱催化及共价催化。其中：网，进行酸碱催化及共价催化。其中： HisHis5757的咪唑基是连

25、接的咪唑基是连接SerSer195195的羟基和的羟基和AspAsp102102的的羧基之间的桥梁，是活性中心的羧基之间的桥梁，是活性中心的催化部位催化部位； SerSer195195由于由于HisHis5757和和AspAsp102102的影响而成为很强的的影响而成为很强的亲核基团，是活性中心的亲核基团，是活性中心的底物结合部位底物结合部位。53电荷中继网与活性中心电荷中继网与活性中心54His广义碱广义碱的作用使的作用使SerOH成为成为亲核基团亲核基团伴随共价的伴随共价的酰基酶中酰基酶中间体间体形成形成，肽键断裂。肽键断裂。55 HisHis提供质子给提供质子给肽的酰胺氮，肽的酰胺氮，形

26、成共价四面形成共价四面体；肽上氧负体；肽上氧负电荷不稳定，电荷不稳定，促使促使C-NC-N键断裂，键断裂，放出胺类产物放出胺类产物。底物的肽键断裂底物的肽键断裂氧负电荷氧负电荷56 水亲核攻击水亲核攻击共共价的酰基酶中价的酰基酶中间体的羰基碳间体的羰基碳形成过渡态四形成过渡态四面体。面体。 HisHis作为广义碱作为广义碱接受来自水分接受来自水分子的质子并供子的质子并供给给SerSer，瓦解四，瓦解四面体。面体。57羧基产物从活性中心解离羧基产物从活性中心解离（脱酰化）（脱酰化）58胰凝乳蛋白酶反应的详细机制胰凝乳蛋白酶反应的详细机制结合底物结合底物His57 质子供体质子供体形成形成共价共价

27、ES复合物复合物C-N键断裂键断裂底物底物共价催化和广义酸碱催化的典型共价催化和广义酸碱催化的典型59胰凝乳蛋白酶反应的详细机制胰凝乳蛋白酶反应的详细机制胺基产物释放胺基产物释放四面体中间物四面体中间物的瓦解的瓦解水亲核攻击水亲核攻击羧基产物释放羧基产物释放60胰凝乳蛋白酶的催化机制胰凝乳蛋白酶的催化机制 胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶广义的酸碱催化和共价催化机制广义的酸碱催化和共价催化机制, ,并非通并非通过水直接攻击肽键，而是形成一个过水直接攻击肽键，而是形成一个瞬时的酰基化酶中瞬时的酰基化酶中间体间体，通过通过酰化酰化（步骤（步骤1-31-3）和）和脱酰化脱酰化(4-7)(4-7)两步完成两步

28、完成肽的水解，酶由此使水解速度肽的水解，酶由此使水解速度提高提高10109 9倍倍。 酰化：酰化：指酶指酶SerSerOHOH与肽链中芳香与肽链中芳香aaaa羰基碳间形成羰基碳间形成 酯键（酰基化合物）的过程；酯键（酰基化合物）的过程； 脱酰化：脱酰化：指酯键断裂，酶再生的过程。指酯键断裂，酶再生的过程。 共价催化：共价催化： 步骤步骤1-31-3 酸碱催化：酸碱催化： 步骤步骤4-74-761活性部位可用于鉴别酶的专一性活性部位可用于鉴别酶的专一性62 胰凝乳蛋白酶的活性中心主要含有（胰凝乳蛋白酶的活性中心主要含有（ ）、）、（ ）和（）和（ ）三个关键的氨基酸残基，）三个关键的氨基酸残基，

29、三者构成一个氢键体系，使其中的（三者构成一个氢键体系，使其中的（ ）上的（上的（ ）成为强烈的亲核基团。）成为强烈的亲核基团。63 641. 酶原激活酶原激活2. 变构酶变构酶3. 酶的共价修饰酶的共价修饰4. 同工酶同工酶65（1 1）概念：）概念： 酶原酶原（proenzyme)proenzyme)： 没有催化活性的酶的前体没有催化活性的酶的前体(precursor)(precursor)。 酶原激活（活化）：酶原激活（活化）： 从不具活性的酶原转变为有活性的酶的过程；从不具活性的酶原转变为有活性的酶的过程； 其实质是一个或一些专一的肽被裂解，其实质是一个或一些专一的肽被裂解， 使酶活性中

30、心形成或暴露的过程。使酶活性中心形成或暴露的过程。66如：如：胃蛋白酶原的激活胃蛋白酶原的激活 胃蛋白酶原胃蛋白酶原 胃蛋白酶胃蛋白酶+ 44肽肽HCl67胰凝乳蛋白酶原的激活胰凝乳蛋白酶原的激活682. 2. 别构酶与别构调节：别构酶与别构调节： （1 1）别构效应（）别构效应（allosteric allosteric effect)effect)： 1 1）概念：）概念： 当当S S 或或 S S 以外的物质与以外的物质与 E E 的别构的别构部位部位非共价结合非共价结合后，通过后，通过E E分子构象分子构象的变化影响的变化影响E E催化活性的效应称催化活性的效应称 。 别构效应包括：别

31、构效应包括：别构激活、别构抑制。别构激活、别构抑制。692 2）别构效应剂：）别构效应剂： 引起别构效应的物质。分两种：引起别构效应的物质。分两种： 别构激活剂：别构激活剂： 加快加快反应速度的物质，可以是反应速度的物质，可以是S S或其它分子。或其它分子。 S S分子的调节作用称分子的调节作用称同促效应或者正协同同促效应或者正协同（homotropic )homotropic ) 非底物分子的调节作用为非底物分子的调节作用为异促效应异促效应(heterotropic )(heterotropic ) 别构抑制剂：别构抑制剂： 引起别构抑制的调节物，多为代谢终产物。引起别构抑制的调节物，多为代

32、谢终产物。 抑制剂的调节作用为抑制剂的调节作用为负异促效应或者负协同。负异促效应或者负协同。70 1 1）概念：）概念： 亦称亦称变构酶变构酶，是一类，是一类重要的调节酶。重要的调节酶。 一般为一般为寡聚酶寡聚酶（两个两个以上亚基组成以上亚基组成），易发），易发生构象改变。生构象改变。天冬氨酸转氨甲酰酶天冬氨酸转氨甲酰酶712 2）别构酶的两个部位：）别构酶的两个部位： 活性部位（催化亚基）：活性部位（催化亚基）： 负责负责E E对对S S的结合与催化；的结合与催化； 别构部位（调节亚基）：别构部位（调节亚基）： 可结合调节物，负责调节酶促反应速度可结合调节物，负责调节酶促反应速度 。 这两部

33、位可在不同亚基或同一亚基的不同部位上。这两部位可在不同亚基或同一亚基的不同部位上。723 3）别构模型：别构酶有两种构象）别构模型：别构酶有两种构象 R R型型：有利于：有利于S S和调节物结合和调节物结合; ; T T型：型：不利于不利于S S结合；结合；抑制剂使别构酶处于抑制剂使别构酶处于T T态态。 两型处于平衡状态；激活剂有利于两型处于平衡状态；激活剂有利于TRTR。 两个亚基须在同一构象状态，为对称模型。两个亚基须在同一构象状态，为对称模型。 没有没有S S时，两个状态分别用时，两个状态分别用R R0 0、T T0 0 表示。表示。73 R R和和T T可互相转化可互相转化 R R型

34、对底物有较高型对底物有较高亲和性亲和性 S S的结合使平衡的结合使平衡R R 每个亚基对一种配每个亚基对一种配体仅一个结合位点。体仅一个结合位点。74分子模型齐变模型分子模型齐变模型（sequential model)： 当一个亚基转为当一个亚基转为R R时，其它亚基几时，其它亚基几乎同时变成乎同时变成R R态态。 可解释正协同效应：如可解释正协同效应：如ATCaseATCase 1 1）R R态态易与正调节物氨甲酸磷酸和易与正调节物氨甲酸磷酸和AspAsp结合；结合； T T态态易与负调节物易与负调节物CTPCTP结合。结合。 2 2）同促同促是正协同（是正协同（ATPATP）；）； 异促是

35、异促是负协同（负协同（CTPCTP） TR75 图中图中配体与一亚基结合后，配体与一亚基结合后，其构象才改变，进而引起邻其构象才改变，进而引起邻近亚基构象改变得有利于配近亚基构象改变得有利于配体的结合体的结合。 若为正协同，变构使得下一若为正协同，变构使得下一亚基更易与配体结合；反之亚基更易与配体结合；反之为负协同。为负协同。TTRR764）别构酶动力学曲线：）别构酶动力学曲线： 大多数别构酶不符合大多数别构酶不符合米氏方程。米氏方程。 以以S对对v 作图：作图： 米氏酶：米氏酶：双曲线双曲线正协同：正协同：S形曲线形曲线负协同：负协同：表观双曲线表观双曲线 77 koshlandkoshla

36、nd建议用建议用饱和饱和比值比值（协同指（协同指数数,saturation ,saturation ratio, ratio, RsRs）区分两）区分两种酶种酶: : Rs = 81：米氏酶米氏酶 Rs 81：正协同；正协同； Rs 81：负协同负协同.S90%VS10%VRs=78ATP激活剂激活剂抑制剂抑制剂79 大肠杆菌天冬氨酸转氨甲酰大肠杆菌天冬氨酸转氨甲酰基酶基酶 (Aspartate transcarbamylase , ATCase) 此酶具有三重对称结构此酶具有三重对称结构: 6个催化亚基；个催化亚基；6个调节亚基个调节亚基 3R2+2C3 R6C6 80ATCase催化的反应催化的反应氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸氨甲酰天冬氨酸氨甲酰天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸81无催化活性构象无催化活性构象(T-型型)CCC CC C T T T T T T有催化活性构象有催化活性构象(R-型型) C C CC C CR R R R R RATP（正效应剂（正效应剂CTP（负效应剂（负效应剂ATP起起正异促正异促作用作用CTP为为负异促负异促826）别构酶的特点：）别构酶的特点： 一般为一般为寡聚酶寡聚酶（两个以上亚基组成）；（两个以上亚基组成）； 具有活性中心和调节中心。具有活性中心和调节中心