酶的作用机制与酶的调节.ppt

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1、酶酶催化实例与酶的调节催化实例与酶的调节1.酶催化反应实例酶催化反应实例2.酶的调节酶的调节酶催化反应实例酶催化反应实例l1.溶菌酶溶菌酶催化某些细菌细胞壁多糖的水解，从而溶解催化某些细菌细胞壁多糖的水解，从而溶解细胞壁；细胞壁；Mr=14.6 103，由由129个氨基酸残基组成的个氨基酸残基组成的单肽链蛋白质，含单肽链蛋白质，含4对对-S-S-为葡糖苷酶，催化水解为葡糖苷酶，催化水解NAM的的C1与与NAG的的C4之间的糖苷键之间的糖苷键1.溶菌酶溶菌酶l溶菌酶的内部为非极性的，在酶分子表溶菌酶的内部为非极性的，在酶分子表面有一裂缝，其刚好能容纳多糖底物的面有一裂缝，其刚好能容纳多糖底物的6

2、个单糖（活性中心）个单糖（活性中心）l酸碱催化：酸碱催化：Glu35以酸的形式提供质子以酸的形式提供质子l底物过渡态的形成：正碳离子中间产物底物过渡态的形成：正碳离子中间产物的形成与稳定的形成与稳定2.丝氨酸蛋白酶l胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶（消化胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶（消化酶）、凝血酶、枯草杆菌蛋白酶、纤溶酶、组酶）、凝血酶、枯草杆菌蛋白酶、纤溶酶、组织纤溶酶原激活剂等织纤溶酶原激活剂等l胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶裂解肽胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶裂解肽键，但专一性不同；胰蛋白酶键，但专一性不同；胰蛋白酶裂解碱性氨基裂解碱性氨基酸；胰凝乳蛋白酶酸；胰凝乳蛋白

3、酶裂解芳香氨基酸；弹性蛋裂解芳香氨基酸；弹性蛋白酶白酶裂解小的中性氨基酸裂解小的中性氨基酸l活性部位：催化三联体活性部位：催化三联体His57、Asp102、Ser195胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶胰蛋白酶非极性口袋酶活性的调节控制酶活性的调节控制l别构调控别构调控概念：别构调节、效应物、正效应物和负效应物概念：别构调节、效应物、正效应物和负效应物天冬氨酸转氨甲酰酶（天冬氨酸转氨甲酰酶（ATCase）终产物终产物CTP反馈抑制反馈抑制ATCase,底物底物(同促效应同促效应)和和ATP(异促效应异促效应)则激活则激活ATCase由

4、催化亚基（有催化活性由催化亚基（有催化活性,不与不与ATP和和CTP结合）和调节亚基结合）和调节亚基(无催化活性无催化活性,与与ATP和和CTP结合结合)构成构成ATP和和CTP通过改变通过改变T态和态和R态之间的平衡来调节态之间的平衡来调节ATCase的活性的活性3-磷酸甘油醛脱氢酶：负协同效应的别构酶磷酸甘油醛脱氢酶：负协同效应的别构酶别构酶的性质*l1.寡聚酶寡聚酶,由由2个或多个亚基组成个或多个亚基组成,在酶分在酶分子上除有和底物结合的活性部位子上除有和底物结合的活性部位,还有和还有和底物以外的物质结合的调节部位底物以外的物质结合的调节部位l2.别构酶的反应速度对底物浓度作图不别构酶的

5、反应速度对底物浓度作图不服从米氏方程服从米氏方程,不呈直角双曲线不呈直角双曲线,而为而为S形形曲线（正协同）或表现双曲线（负协同）曲线（正协同）或表现双曲线（负协同）l3.协同指数协同指数Rs（饱和比值）饱和比值）RsRs=81:=81:正常酶正常酶RsRs81:81:负协同效应负协同效应RsRs81:81:正协同效应正协同效应别构酶动力学别构酶动力学K型效应物型效应物V型效应物型效应物酶原激活l前体、酶原前体、酶原l酶原激活酶原激活消化酶在胃和胰脏中作为酶原合成，激活后成为蛋消化酶在胃和胰脏中作为酶原合成，激活后成为蛋白水解酶白水解酶血液凝固系统的许多酶以酶原形式被合成血液凝固系统的许多酶以

6、酶原形式被合成蛋白激素也是以无活性的前体经蛋白酶激活后变成蛋白激素也是以无活性的前体经蛋白酶激活后变成有活性的有活性的胶原也由可溶性前体前胶原激活胶原也由可溶性前体前胶原激活发育过程是由酶原激活调控发育过程是由酶原激活调控消化系统蛋白酶原的激活l1.胰凝乳蛋白酶原的激活（见图）胰凝乳蛋白酶原的激活（见图）l2.胃蛋白酶原的激活胃蛋白酶原的激活由胃壁细胞分泌，由胃壁细胞分泌，Mr=38.9 103，由由392个个氨基酸残基组成，在胃酸作用下从氨基失去氨基酸残基组成，在胃酸作用下从氨基失去44个氨基酸残基个氨基酸残基-碱性，转变为高度酸性的碱性，转变为高度酸性的有活性的胃蛋白酶有活性的胃蛋白酶l3

7、.胰蛋白酶原的激活（见图）胰蛋白酶原的激活（见图）胰凝乳蛋白酶原及胰蛋白酶原的激活过程胰蛋白酶原的激活可逆的共价修饰l共价调节酶通过其它酶对其多肽链上某些基团共价调节酶通过其它酶对其多肽链上某些基团进行可逆的共价修饰，使处于活性与非活性的进行可逆的共价修饰，使处于活性与非活性的互变状态，从而调节酶活性；互变状态，从而调节酶活性；l不同类型的可逆共价修饰作用：不同类型的可逆共价修饰作用：磷酸化磷酸化/脱脱磷酸化；磷酸化；乙酰化乙酰化/脱乙酰化；脱乙酰化；腺苷酸化腺苷酸化/脱脱腺苷酸化；腺苷酸化；尿苷酸化尿苷酸化/脱尿苷酸化；脱尿苷酸化；ADP-核糖基化；核糖基化；甲基化甲基化/脱甲基化；脱甲基化

8、；S-S/SH相相互转变。互转变。l共价修饰调节对调节信号有放大作用共价修饰调节对调节信号有放大作用,如如磷酸化酶激活的级联反应。磷酸化酶激活的级联反应。激酶激酶ATPADP磷酸化酶磷酸化酶（无活性）（无活性）磷酸化酶磷酸化酶P（有活性）（有活性）磷酸酯酶磷酸酯酶-OHH2OP例：糖原磷酸化酶的共价修饰例：糖原磷酸化酶的共价修饰蛋白质的磷酸化蛋白质的磷酸化v几乎所有的蛋白激酶都以几乎所有的蛋白激酶都以ATP为磷酸基的供体，都为磷酸基的供体，都需需Mg2+，形成形成ATP-Mg2+复合物复合物v底物被磷酸化的氨基酸残基底物被磷酸化的氨基酸残基vThr,Ser,Tyr,Glu-”P-O”连接连接v

9、Lys,Arg,His-”P-N”连接连接磷酸化酶同工酶同工酶l概念概念l乳酸脱氢酶（乳酸脱氢酶（LDH）Mr=140 103，由，由4个亚基聚合的四聚个亚基聚合的四聚体，有体，有5个同工酶，含个同工酶，含2种蛋白亚基种蛋白亚基M型型(富含碱性氨基酸富含碱性氨基酸)和和H型型(富含酸性氨基酸富含酸性氨基酸)；LDH5（M4）、）、LDH4（M3H）、）、LDH3（M2H2）、）、LDH2（MH3）、）、LDH1（H4）LDH同工酶有组织特异性。同工酶有组织特异性。同工酶的生物学功能l作为遗传标志，可用于遗传分析作为遗传标志，可用于遗传分析l与个体发育及组织分化有关与个体发育及组织分化有关分化型同工酶分化型同工酶原始型同工酶原始型同工酶l同工酶与代谢调节同工酶与代谢调节l同工酶与癌基因的表达同工酶与癌基因的表达几种氨基酸的同工酶反馈调节几种氨基酸的同工酶反馈调节