酶的催化机理.pptx

酶的催化机理第1页/共29页目录1中间产物学说2影响酶催化效率的因素3酶催化作用专一性的机理4几种酶作用机制的举例第2页/共29页 关于酶的作用机制，目前较为公认的是Michalis和Mermen在 1913年首先提出的中间产中间产物学说物学说，即 中间产物学说的关键在于中间产物的形成，中间产物稳定性较低，易于分解成产物。E+SESE+P第3页/共29页 G GE+SE+SP+EP+E E E1 1ESES E E2 2酶（酶（E E）与底物（）与底物（S S）结合生成不稳定的中间）结合生成不稳定的中间物（物（ESES），再分解成产物（），再分解成产物（P P）并释放出酶，）并释放出酶，使反应沿一个低活化能的途径进行，降低反使反应沿一个低活化能的途径进行，降低反应所需活化能，所以能加快反应速度。应所需活化能，所以能加快反应速度。中间产物假说中间产物假说第4页/共29页w（要求S的自由能低）无酶参与 SP（要求S的自由能高）有酶参与下有酶参与下 E+S ESES E+PES ES 中间产物中间产物中间产物的催化机理中间产物的催化机理中间产物的催化机理中间产物的催化机理可由诱导契合机制描述可由诱导契合机制描述可由诱导契合机制描述可由诱导契合机制描述一定时间内一定时间内到同一地点到同一地点马拉松马拉松坐车第5页/共29页一、与酶高效催化作用有关的因素一、与酶高效催化作用有关的因素1 1、底物与酶的接近与定向效应、底物与酶的接近与定向效应(邻近反应学说与轨道定向学说)底物的反应基团与酶活性中心的催化基团相互严格的定向，使得活性中心的底物浓度特别高，从而使反应速度增高。定向效应包括：反应物的反应基团之间 酶的催化基团和底物反应基团之间第6页/共29页第7页/共29页2 2、底物分子的敏感键产生张力或变形、底物分子的敏感键产生张力或变形酶分子中某些基团可使底物分子的敏感键中电子云密度部分的增加或减少从而产生“电磁张力”使敏感键更敏感，更易于反应。第8页/共29页第9页/共29页3 3、共价催化作用、共价催化作用某些酶能与底物形成一个反应活性很高的共价中间复合物。底物只需越过较低的活化能就可以形成产物。第10页/共29页第11页/共29页4 4、酸碱催化、酸碱催化这里指出的是广义的酸碱催化。酶活性中心的一些基团（氨基、羧基、酚羟基、咪唑基）可作为质子供体或受体对底物进行催化，从而加快反应速度。第12页/共29页酸碱催化酶活性中心提供HH+或提供HH+受体受体使敏感键断裂的机制称酸碱催化。酸催化酸催化(OH、NH3+、NH+、-COOH、SH)A-:H+EHE-HH2 2OOEH+OH-+H+AH +B+碱催化碱催化(失电子态失电子态)A-:B+E-COO-A-+E-COOH E-COO-+H+第13页/共29页第14页/共29页5 5、活性中心部位的微环境效应、活性中心部位的微环境效应1.酶活性中心提供一个低介电区：低介电环境有利于电荷间相互作用，而极性环境往往对电荷有屏蔽作用。2.局部环境差异使催化基团的解离状态不一样，例如;溶菌酶的两个催化羧基：Glu35-COOH Asp52-COO-第15页/共29页不同酶起主要作用的因素可能不同，各自都不同酶起主要作用的因素可能不同，各自都有特点。一般说：多种因素联合作用才是整有特点。一般说：多种因素联合作用才是整个反应加快的原因。个反应加快的原因。例：丝氨酸蛋白酶的催化机制其中包括共价催化、酸碱催化、及底物邻近与定向 第16页/共29页二、关于酶对作用底物的专一性二、关于酶对作用底物的专一性1 1、锁钥假说、锁钥假说2 2、诱导契合学说、诱导契合学说例如己糖激酶酶在催化反应时会发生构象变化酶在催化反应时会发生构象变化例如：柠檬酸合成酶第17页/共29页第18页/共29页第19页/共29页锁钥学说：将酶的活性中心比喻作锁孔，底物分子象钥匙，底物能专一性地插入到酶的活性中心。诱导契合学说：酶的活性中心在结构上具柔性，底物接近活性中心时，可诱导酶蛋白构象发生变化，这样就使酶活性中心有关基团正确排列和定向，使之与底物成互补形状有机的结合而催化反应进行。酶作用的专一性机理酶作用的专一性机理小结小结小结小结第20页/共29页几种酶作用机理举例几种酶作用机理举例胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶第21页/共29页第22页/共29页胰凝乳蛋白酶的的机制大致可分为两个阶段：第一步：乙酰复合体的形成，称为酰化作用酰化作用。第二部：乙酰复合体通过水解再生为游离的酶，称为脱酰作用脱酰作用。第23页/共29页溶菌酶溶菌酶第24页/共29页溶菌酶的催化过程溶菌酶的催化过程第25页/共29页第26页/共29页溶菌酶催化机制总结溶菌酶催化机制总结第27页/共29页第28页/共29页感谢您的观看！第29页/共29页