酶通论酶的结构与功能.pptx

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1、【目的与要求】3.1 酶的一般概念3.2 酶的结构与功能的关系第1页/共57页【目的与要求】1 1、了解并掌握酶的化学本质及催化特点。、了解并掌握酶的化学本质及催化特点。2 2、了解酶的分类、组成及命名原则。、了解酶的分类、组成及命名原则。3 3、了解酶分子结构特点；掌握酶原、酶原激活的概念及其意义；充分理解酶高、了解酶分子结构特点；掌握酶原、酶原激活的概念及其意义；充分理解酶高效的机理。效的机理。4 4、重点掌握酶促反应动力学：米氏方程、温度、重点掌握酶促反应动力学：米氏方程、温度、pHpH、激活剂、抑制剂对酶促反、激活剂、抑制剂对酶促反应速度的影响；掌握三种可逆抑制作用的动力学特点；了解过

2、渡态底物类似物对应速度的影响；掌握三种可逆抑制作用的动力学特点；了解过渡态底物类似物对酶的抑制作用。酶的抑制作用。5 5、了解多酶体系、别构酶、共价调节酶、同工酶、固定化酶的概念。、了解多酶体系、别构酶、共价调节酶、同工酶、固定化酶的概念。6 6、熟知酶的分离提纯的一般方法；酶活力、比活力的概念及其测定方法。、熟知酶的分离提纯的一般方法；酶活力、比活力的概念及其测定方法。第2页/共57页一一.酶的概念及化学本质酶的概念及化学本质1.1.酶的概念：酶的概念：酶是生物体活细胞产生的具有特殊催化活性和特定酶是生物体活细胞产生的具有特殊催化活性和特定空间构象的生物大分子，包括蛋白质及核酸，又称为空间构

3、象的生物大分子，包括蛋白质及核酸，又称为生物催化剂。生物催化剂。2.2.酶的化学本质：酶的化学本质：绝大多数酶是蛋白质绝大多数酶是蛋白质,少数是核酸少数是核酸RNARNA，后者称为核酶。，后者称为核酶。第3页/共57页 除少数酶（核酶）外，绝大多数酶是有催化能力的蛋白质，依据：除少数酶（核酶）外，绝大多数酶是有催化能力的蛋白质，依据：本章只讨论以蛋白质为本质的酶本章只讨论以蛋白质为本质的酶第4页/共57页二、酶的组成与分类二、酶的组成与分类（一）根据酶的组成成分，酶可分为：单成分酶（单纯酶）、（一）根据酶的组成成分，酶可分为：单成分酶（单纯酶）、多成分酶（复合酶）多成分酶（复合酶）单纯酶单纯酶

4、(simple enzyme)(simple enzyme)是基本组成单位仅为氨基酸的一类酶。它的催化是基本组成单位仅为氨基酸的一类酶。它的催化活性仅仅决定于它的蛋白质结构。脲酶、消化道蛋白酶、淀粉酶、酯酶、核活性仅仅决定于它的蛋白质结构。脲酶、消化道蛋白酶、淀粉酶、酯酶、核糖核酸酶等均属此列。糖核酸酶等均属此列。复合酶复合酶(conjugated enzyme)(conjugated enzyme)的催化活性，除蛋白质部分的催化活性，除蛋白质部分(酶蛋白酶蛋白apoenzyme)apoenzyme)外，还需要非蛋白质的物质，即所谓酶的外，还需要非蛋白质的物质，即所谓酶的辅助因子辅助因子(co

5、factors)(cofactors)，两者结合成的复合物称作，两者结合成的复合物称作全酶全酶(holoenzyme)(holoenzyme)，即：，即：第5页/共57页 酶的辅助因子酶的辅助因子可以是可以是（1 1）.金属离子：常见酶含有的金属离子有金属离子：常见酶含有的金属离子有K K+、NaNa+、MgMg2+2+、CuCu2+2+、(或或CuCu+)、ZnZn2+2+和和FeFe2+2+(或或FeFe3+3+)等。等。（2 2）.小分子有机化合物：即一些稳定的小分子有机物质，小分子有机化合物：即一些稳定的小分子有机物质，其主要作用是在反应中传递电子、质子或一些基团。其主要作用是在反应中

6、传递电子、质子或一些基团。第6页/共57页 大多数维生素大多数维生素(特别是特别是B B族维生素族维生素)是组成许多酶的是组成许多酶的辅辅酶酶或或辅基辅基的成分（它们的化学结构式见下章维生素）。的成分（它们的化学结构式见下章维生素）。体内酶的种类很多，而辅酶体内酶的种类很多，而辅酶(基基)的种类却较少，通常一的种类却较少，通常一种酶蛋白只能与一种辅酶结合，成为一种特异的酶，但种酶蛋白只能与一种辅酶结合，成为一种特异的酶，但一种辅酶往往能与不同的酶蛋白结合构成许多种特异性酶。一种辅酶往往能与不同的酶蛋白结合构成许多种特异性酶。酶蛋白酶蛋白在酶促反在酶促反应中主要起识别底物的作用，酶促反应的特异性

7、、高效率以及酶对一些理化应中主要起识别底物的作用，酶促反应的特异性、高效率以及酶对一些理化因素的不稳定性均决定于酶蛋白部分。因素的不稳定性均决定于酶蛋白部分。常见酶的辅助因子，常见酶的辅助因子，如下列表中所示：如下列表中所示：第7页/共57页第8页/共57页第9页/共57页（二）根据酶的结构特点及分子组成形式分为：（二）根据酶的结构特点及分子组成形式分为：1.1.单体酶单体酶 ：只含一条肽链，分子量小，大多数水解酶属于此类。只含一条肽链，分子量小，大多数水解酶属于此类。2.2.寡聚酶：寡聚酶：由相同或不同的若干亚基构成。由相同或不同的若干亚基构成。由由几几条条或或几几十十条条多多肽肽链链组组成

8、成，每每条条肽肽链链是是一一个个亚亚基基，单单独独的的亚亚基基无无酶酶的的活活力力。如如己己糖糖激激酶酶、乳乳酸酸脱脱氢氢酶酶，均均含含四四个个亚亚基基，谷谷氨氨酸酸脱脱氢氢酶酶含含六六个亚基。个亚基。3.3.多酶复合体：多酶复合体：若干个功能相关的酶彼此嵌合形成的复合体。每个单独的酶都具有活性，若干个功能相关的酶彼此嵌合形成的复合体。每个单独的酶都具有活性，当它们形成复合体时，可催化某一特定的链式反应，如丙酮酸氧化脱羧酶复当它们形成复合体时，可催化某一特定的链式反应，如丙酮酸氧化脱羧酶复合体，含三个酶六个辅助因子；脂肪酸合成酶复合体，含有六个酶及一个非合体，含三个酶六个辅助因子；脂肪酸合成酶

9、复合体，含有六个酶及一个非酶蛋白质。酶蛋白质。第10页/共57页第11页/共57页第12页/共57页第13页/共57页（三）根据酶的存在状态分为：胞内酶、胞外酶（三）根据酶的存在状态分为：胞内酶、胞外酶1.1.胞内酶：胞内酶：在合成分泌后定位于细胞内发生作用的酶，大多数在合成分泌后定位于细胞内发生作用的酶，大多数的酶属于此类。的酶属于此类。2.2.胞外酶：胞外酶：在合成后分泌到细胞外发生作用的酶，主要为水解酶。在合成后分泌到细胞外发生作用的酶，主要为水解酶。第14页/共57页三、酶催化作用的特性三、酶催化作用的特性 （一）酶与普通催化剂的共性：（一）酶与普通催化剂的共性：1.1.只能催化热力学

10、上允许进行的反应，对于可逆反只能催化热力学上允许进行的反应，对于可逆反 应，酶只能缩短反应达到平衡的时间，但不改变平应，酶只能缩短反应达到平衡的时间，但不改变平 衡常数；衡常数；2.2.酶也是通过降低化学反应的活化能来加快反应速度；酶也是通过降低化学反应的活化能来加快反应速度；3.3.酶在反应中用量很少，反应前后数量、性质不变。酶在反应中用量很少，反应前后数量、性质不变。第15页/共57页第16页/共57页第17页/共57页（二）酶的催化特性（二）酶的催化特性第18页/共57页第19页/共57页（三）酶的专一性（三）酶的专一性 酶的专一性：酶的专一性：也称为酶的特异性也称为酶的特异性(spec

11、ificity)(specificity)，它是指酶对所作用底物它是指酶对所作用底物(substrate)(substrate)的选择性。的选择性。根据酶对底物的选择方式不同，酶的专一性分为：根据酶对底物的选择方式不同，酶的专一性分为：1.1.绝对专一性绝对专一性(absolute specificity)(absolute specificity)：指一种酶只选择一种底物作用，如脲酶。指一种酶只选择一种底物作用，如脲酶。NHNH2 2CONHCONH2 2+H+H2 2O 2NHO 2NH3 3+CO+CO2 2脲酶脲酶第20页/共57页 2.2.相对专一性相对专一性(relative sp

12、ecificity)(relative specificity)：指一种酶选：指一种酶选 择一类底物作用。根据酶选择的对象不同又分为：择一类底物作用。根据酶选择的对象不同又分为：键专一性键专一性(bond specificity)(bond specificity)：指酶对所作用键的：指酶对所作用键的 选择性，如脂肪酶。选择性，如脂肪酶。基团专一性基团专一性（族专一性（族专一性,group speicificity,group speicificity）：指）：指 酶对所作用的键及键一侧的基团的选择性，酶对所作用的键及键一侧的基团的选择性，如如-D-D-葡萄糖苷酶，胰蛋白酶。葡萄糖苷酶，胰蛋白

13、酶。第21页/共57页3.3.光学专一性光学专一性(optical specificity)(optical specificity)：指酶：指酶 对所作用底物立体构型的选择性，如对所作用底物立体构型的选择性，如 L-L-氨基酸氧化酶。氨基酸氧化酶。4.4.几何专一性几何专一性(geometrical specificity)(geometrical specificity)：指酶对所作用底物顺反异构的选择性，指酶对所作用底物顺反异构的选择性，如顺乌头酸酶。如顺乌头酸酶。第22页/共57页(四四)、酶的专一性的解释、酶的专一性的解释1.1.锁与钥匙学说：如图所示锁与钥匙学说：如图所示第23页/

14、共57页2.2.诱导契合理论诱导契合理论:如图所示如图所示第24页/共57页3.结构性质互补假说结构性质互补假说 该学说认为酶同底物结合的专一性，与该学说认为酶同底物结合的专一性，与底物底物结构结构和和酶的活性中心的空间结构酶的活性中心的空间结构相关，二者的相关，二者的结构是互补的。如果底物是解离的，则酶的活结构是互补的。如果底物是解离的，则酶的活性中心的空间结构必然带相反的电荷才能很好性中心的空间结构必然带相反的电荷才能很好结合。而且底物同酶活性中心的极性也必然相结合。而且底物同酶活性中心的极性也必然相同。同。第25页/共57页四、酶的命名与分类四、酶的命名与分类 （一）酶的命名：（一）酶的

15、命名：通常采用习惯命名法。通常采用习惯命名法。习惯命名法习惯命名法主要根据以下几个原则：主要根据以下几个原则：1 1、底物酶：如淀粉酶、蛋白酶、底物酶：如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等；脂肪酶等；2 2、反应的性质酶：如脱氢酶、脱羧酶、水解酶等；、反应的性质酶：如脱氢酶、脱羧酶、水解酶等；3 3、来来源源底底物物作作用用条条件件酶酶等等：如如细细菌菌淀淀粉粉酶酶、碱碱性性磷磷酸酸酯酯酶酶、胃胃蛋蛋白白酶等。酶等。第26页/共57页 从从上上述述可可知知，酶酶的的习习惯惯命命名名法法不不够够系系统统，不不够够准准确确，难难免免会会出出现现一一酶酶多多名名或或一一名名多多酶酶的的现现象象。为为此此196

16、11961年年国国际际酶酶学学委委员员会会（Enzyme Enzyme CommissionCommission，ECEC）提出了系统命名法。提出了系统命名法。系统命名法系统命名法规定，酶的名称包括两部分：规定，酶的名称包括两部分：底物名称反应类型底物名称反应类型 如如果果反反应应中中有有多多个个底底物物，每每个个底底物物均均需需列列出出（水水解解反反应应中中的的水水可可省省略略），底底物物名名称称之之间间用用“：”隔开。若底物有构型，也需标出，隔开。若底物有构型，也需标出，第27页/共57页第28页/共57页（二）酶的系统分类方法：（二）酶的系统分类方法：根据酶所催化反应的性质，由酶学委员会

17、规定，根据酶所催化反应的性质，由酶学委员会规定，将酶分为六大类：将酶分为六大类：1.1.氧化还原酶类：催化氧化还原反应氧化还原酶类：催化氧化还原反应 通式：通式：AHAH2 2+BBH+BBH2 2+A+A 其中：其中：A A为质子供体，为质子供体，B B为质子受体为质子受体 如：乳酸脱氢酶催化的反应：如：乳酸脱氢酶催化的反应：乳酸乳酸NADNAD+丙酮酸丙酮酸NADHNADH2 2 第29页/共57页2.2.转移酶类：催化底物之间基团的转移反应转移酶类：催化底物之间基团的转移反应.通式：通式：AR+BBR+A AR+BBR+A 其中：其中：R R为转移基团，为转移基团，R R不为不为2H2H

18、如：己糖激酶、转氨酶、脂酰转移酶、糖基转移酶等如：己糖激酶、转氨酶、脂酰转移酶、糖基转移酶等第30页/共57页 3.3.水解酶类：催化底物的水解反应水解酶类：催化底物的水解反应 通式：通式：AB+HAB+H2 2OAH+BOHOAH+BOH第31页/共57页4.4.裂合酶类：裂合酶类：催化底物裂解或缩合反应，催化底物裂解或缩合反应，通式：通式：ABA+BABA+B第32页/共57页 5.5.异构酶类：异构酶类：催化同分异构体的底物之间相互转换，催化同分异构体的底物之间相互转换，通式：通式：ABAB 其中：其中：A A、B B为同分异构为同分异构 如磷酸甘油酸变位酶、如磷酸甘油酸变位酶、6 6磷

19、酸葡萄糖异构酶等。磷酸葡萄糖异构酶等。pp第33页/共57页6 6.合成酶类：合成酶类：也称连接酶类，催化两种或两种以上化合也称连接酶类，催化两种或两种以上化合物合成一种化合物的反应。反应需吸收能量，通常与物合成一种化合物的反应。反应需吸收能量，通常与ATPATP的分解相偶连，的分解相偶连，ATPATP分解产生能量用于合成反应。分解产生能量用于合成反应。通式：通式：A+B+ATPAB+ADP+Pi A+B+ATPAB+ADP+Pi 或或 A+BAB+AMP+PPiA+BAB+AMP+PPi 如：乙酰辅酶如：乙酰辅酶A A羧化酶催化的反应：羧化酶催化的反应：CH3COC0A+CO2+ATPHOO

20、CCH2COC0A+AMP+PPi第34页/共57页五、酶的系统编号五、酶的系统编号 根根据据上上述述酶酶的的系系统统分分类类方方法法，国国际际酶酶学学委委员员会会还还对对每每个个酶酶做做了了统统一一编编号号，一个酶只有一个编号，因此不会混淆。一个酶只有一个编号，因此不会混淆。酶的系统编号由酶的系统编号由“ECEC”加四个阿拉伯数字加四个阿拉伯数字组成，每个数字之间以组成，每个数字之间以“.”隔开。隔开。第35页/共57页一、酶的活性中心与必需基团一、酶的活性中心与必需基团（一）酶的活性中心（一）酶的活性中心 酶是生物大分子，相对分子质量很大，而与酶反应的底物一般是相对分酶是生物大分子，相对分

21、子质量很大，而与酶反应的底物一般是相对分子质量较小的分子，有时即使是大分子底物时，反应也是逐步进行的，酶仅子质量较小的分子，有时即使是大分子底物时，反应也是逐步进行的，酶仅与大分子底物中的一小部分作用。与底物接触并且发生反应的部位就称为与大分子底物中的一小部分作用。与底物接触并且发生反应的部位就称为酶酶的活性中心的活性中心(active center)(active center)。酶的活性中心往往是若干个在一级结构上相距很远，但在空间结构上彼此靠酶的活性中心往往是若干个在一级结构上相距很远，但在空间结构上彼此靠近的近的氨基酸残基氨基酸残基集中在一起形成具有一定空间结构的区域，该区域与底物相结

22、集中在一起形成具有一定空间结构的区域，该区域与底物相结合并将底物转化为产物，合并将底物转化为产物，对于结合酶来说，辅酶或辅基往往是活性中心的组成对于结合酶来说，辅酶或辅基往往是活性中心的组成成分。成分。第36页/共57页第37页/共57页第38页/共57页（二）酶的必需基团（二）酶的必需基团(essential group)(essential group)酶的分子中存在着许多酶的分子中存在着许多功能基团功能基团，例如，例如，-NH-NH2 2、-COOH-COOH、-SH-SH、-OH-OH等，但并不是这等，但并不是这些基团都与酶活性有关。一般将与酶活性有关的基团称为酶的些基团都与酶活性有关

23、。一般将与酶活性有关的基团称为酶的必需基团必需基团。必需基团可分为四种：必需基团可分为四种：接触残基（接触残基（contact residuecontact residue）辅助残基辅助残基(auxiliary residue)(auxiliary residue)结构残基（结构残基（structure residuestructure residue）非贡献残基（非贡献残基（noncontribution residuenoncontribution residue）第39页/共57页（三）酶活性中心证明方法（三）酶活性中心证明方法 1 1、切除法、切除法 对小分子且结构已知的酶多用此法。用

24、专一性的对小分子且结构已知的酶多用此法。用专一性的酶切除一段肽链后剩余的肽链仍有活性，说明切除酶切除一段肽链后剩余的肽链仍有活性，说明切除的肽链与活性无关，反之，切除的肽链与活性有关。的肽链与活性无关，反之，切除的肽链与活性有关。第40页/共57页 选用适当的化学试剂与酶蛋白中的氨基酸残基的侧链基团发生反应引起共选用适当的化学试剂与酶蛋白中的氨基酸残基的侧链基团发生反应引起共价结合、氧化或还原等修饰，称之为价结合、氧化或还原等修饰，称之为化学修饰化学修饰。酶分子中可以修饰的基团有：酶分子中可以修饰的基团有：-SH-SH、-OH-OH、咪唑基、氨基、羧基、胍基等，用作修饰的试剂很多，目前已有、咪

25、唑基、氨基、羧基、胍基等，用作修饰的试剂很多，目前已有七十多种，但专一性的修饰剂不多。七十多种，但专一性的修饰剂不多。活活力力中中心心判判断断方方法法：某某一一基基团团被被修修饰饰后后，酶酶的的活活性性显显著著下下降降或或无无活活性，可初步判断该基团与酶的活性有关；反之，与酶的活性无关。性，可初步判断该基团与酶的活性有关；反之，与酶的活性无关。缺点：缺点：也有可能酶活性部位外的某个氨基酸残基侧链的修饰而影响也有可能酶活性部位外的某个氨基酸残基侧链的修饰而影响酶分子的正常空间结构，而导致酶活性的丧失。为排除这种可能，常在酶分子的正常空间结构，而导致酶活性的丧失。为排除这种可能，常在底物保护下用同

26、一试剂对酶作用，若不能被修饰，说明该基团确实处于底物保护下用同一试剂对酶作用，若不能被修饰，说明该基团确实处于活性部位；反之，底物存在下，该基团可被同一试剂修饰，且使酶失活，活性部位；反之，底物存在下，该基团可被同一试剂修饰，且使酶失活，在则该基团不是活性部位的基团，而是结构基团。在则该基团不是活性部位的基团，而是结构基团。2 2、化学修饰法、化学修饰法第41页/共57页 根据修饰剂是否专一性结合酶的活性中心的特定基团，根据修饰剂是否专一性结合酶的活性中心的特定基团，化学修饰可分为：化学修饰可分为：修修饰饰试试剂剂既既可可与与酶酶的的活活性性部部位位的的某某特特异异基基团团结结合合，又又可可与

27、与酶酶的的非非活活性性部部位位的同一基团结合，称之为的同一基团结合，称之为非特异性共价修饰。非特异性共价修饰。此法适用于此法适用于所修饰的基团只存在与活性部位所修饰的基团只存在与活性部位，在非活性部位不存在或极少，在非活性部位不存在或极少存在。判断标准是：存在。判断标准是：酶活力的丧失程度与修饰剂的浓度成正比；酶活力的丧失程度与修饰剂的浓度成正比；底物底物或竞争性抑制剂保护下可防止修饰剂的抑制作用。或竞争性抑制剂保护下可防止修饰剂的抑制作用。（1 1）非特异性共接修饰：）非特异性共接修饰：第42页/共57页 修饰剂专一性地结合于酶的活性部位的特定基团，使酶失活。如：修饰剂专一性地结合于酶的活性

28、部位的特定基团，使酶失活。如：DIFPDIFP（二异丙基氟磷酸）可专一性地结合丝氨酸蛋白酶活性部位的丝氨酸（二异丙基氟磷酸）可专一性地结合丝氨酸蛋白酶活性部位的丝氨酸OHOH而使而使酶失活。酶失活。DIFPDIFP一般不与蛋白质反应，也不与含丝氨酸的蛋白酶原或变性的酶反一般不与蛋白质反应，也不与含丝氨酸的蛋白酶原或变性的酶反应，只与活性的酶且活性部位含丝氨酸的酶结合。应，只与活性的酶且活性部位含丝氨酸的酶结合。（2 2）特异性的共价修饰：）特异性的共价修饰：第43页/共57页3 3、亲和标记法：、亲和标记法：根据酶与底物能特异性的结合的性质，设计合成一种根据酶与底物能特异性的结合的性质，设计合

29、成一种含反应基团的底物类似含反应基团的底物类似物物，作为，作为活性部位的标记试剂活性部位的标记试剂，它能象底物一样进入酶的活性部位，并以其，它能象底物一样进入酶的活性部位，并以其活活泼的化学基团泼的化学基团与酶的活性基团的某些特定基团与酶的活性基团的某些特定基团共价结合共价结合，使酶失去活性。如胰，使酶失去活性。如胰凝乳蛋白酶最适底物为：凝乳蛋白酶最适底物为：N-N-对甲苯磺酰对甲苯磺酰-L-L-苯丙氨酰乙酯或甲酯，根据此结构苯丙氨酰乙酯或甲酯，根据此结构设计的亲和标记试剂为：设计的亲和标记试剂为：N-N-对甲苯磺酰对甲苯磺酰-苯丙氨酰氯甲基酮（苯丙氨酰氯甲基酮（TPCKTPCK），其分子），

30、其分子中的氯甲基酮部分可使酶的中的氯甲基酮部分可使酶的His57His57烷基化形成酶烷基化形成酶TPCKTPCK衍生物而使酶失活。衍生物而使酶失活。4 4、X X射线衍射法：射线衍射法：把一纯酶的把一纯酶的X X射线晶体衍射图谱和酶与底物反应后的射线晶体衍射图谱和酶与底物反应后的X-X-射线图谱相比较，射线图谱相比较，即可确定酶的活性中心。即可确定酶的活性中心。第44页/共57页（四）酶的活性中心的一级结构（四）酶的活性中心的一级结构 应用化学修饰法对多种酶的活性中心进行研究发现，在酶的活性中心处存在应用化学修饰法对多种酶的活性中心进行研究发现，在酶的活性中心处存在频频率最高的氨基酸残基是率

31、最高的氨基酸残基是：丝氨酸、组氨酸、天冬氨酸、酪氨酸、赖氨酸和半胱氨：丝氨酸、组氨酸、天冬氨酸、酪氨酸、赖氨酸和半胱氨酸。如果酸。如果用同位素标记酶的活性中心用同位素标记酶的活性中心后，将酶水解，分离带标记水解片段，对其后，将酶水解，分离带标记水解片段，对其进行一级结构测定，就可了解酶的活性中心的一级结构。进行一级结构测定，就可了解酶的活性中心的一级结构。对各种蛋白水解酶进行类似的分析，对各种蛋白水解酶进行类似的分析，功能类似的酶在一级结构上有惊人的功能类似的酶在一级结构上有惊人的相似性相似性。见下表：。见下表：第45页/共57页 从上表可知，一些从上表可知，一些丝氨酸蛋白酶丝氨酸蛋白酶在活性

32、丝氨酸附近的氨基酸几乎完全一样，而在活性丝氨酸附近的氨基酸几乎完全一样，而且这个活性丝氨酸最邻近的且这个活性丝氨酸最邻近的5-65-6氨基酸顺序，从微生物到哺乳动物都一样，说明氨基酸顺序，从微生物到哺乳动物都一样，说明蛋白质活性中心在种系进化上有严格的保守性。蛋白质活性中心在种系进化上有严格的保守性。酶酶氨基酸顺序氨基酸顺序牛胰蛋白酶牛胰蛋白酶Ser.Cys.Gly.Gly.Asp.Ser.Gly.Gly.Pro.Val牛胰凝乳蛋牛胰凝乳蛋白酶白酶Ser.Cys.Met.Gly.Asp.Ser.Gly.Gly.Pro.Leu猪弹性蛋白猪弹性蛋白酶酶Gly.Cys.Gln.Gly.Asp.Ser

33、.Gly.Gly.Pro.Leu猪凝血酶猪凝血酶Asp.Ala.Cys.Gln.Gly.Asp.Ser.Gly.Gly.Pro.第46页/共57页二、酶的活性与高级结构的关系二、酶的活性与高级结构的关系 酶酶的的活活性性不不仅仅与与一一级级结结构构有有关关，而而且且与与其其高高级级结结构构密密切切相相关关。就就某某种种程程度度而而言言，在在酶酶的的活活性性表表现现上上，高高级级结结构构甚甚至至比比一一级级结结构构更更为为重重要要。高高级级结结构是形成酶特定空间结构的保证，高级结构破坏，酶失去活性。构是形成酶特定空间结构的保证，高级结构破坏，酶失去活性。三、酶原激活三、酶原激活 有些酶在细胞内合

34、成时，或初分泌时，没有催化活性，这种无活性状态的有些酶在细胞内合成时，或初分泌时，没有催化活性，这种无活性状态的酶的前体称为酶的前体称为酶原酶原(zymogen)。酶原向活性的酶转化的过程称为。酶原向活性的酶转化的过程称为酶原的激活酶原的激活。酶原激活实际上是酶的活性中心形成或暴露的过程。酶原激活实际上是酶的活性中心形成或暴露的过程。第47页/共57页 胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰糜蛋白酶、羧肽酶、弹性蛋白酶在它们胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰糜蛋白酶、羧肽酶、弹性蛋白酶在它们初分泌时初分泌时都都是以无活性的酶原形式存在，是以无活性的酶原形式存在，在一定条件下在一定条件下才转化成相应的酶。才转化成相应的酶。

35、例如，例如，胰蛋白酶原胰蛋白酶原进入小肠后，受进入小肠后，受肠激酶肠激酶或或胰蛋白酶胰蛋白酶本身的激活，第本身的激活，第6 6位赖氨酸位赖氨酸与第与第7 7位异亮氨酸残基之间的肽键被切断，水解掉一个六肽，酶分子空间构象发生位异亮氨酸残基之间的肽键被切断，水解掉一个六肽，酶分子空间构象发生改变，产生酶的活性中心，于是胰蛋白酶原变成了有活性的胰蛋白酶。改变，产生酶的活性中心，于是胰蛋白酶原变成了有活性的胰蛋白酶。除消化道的蛋白酶外，除消化道的蛋白酶外，血液中有关凝血和纤维蛋白溶解的酶类血液中有关凝血和纤维蛋白溶解的酶类，也都以，也都以酶原酶原的形式存在。的形式存在。酶原激活的生理意义酶原激活的生理意义在于避免细胞内产生的蛋白酶对细胞进行自身消化，并在于避免细胞内产生的蛋白酶对细胞进行自身消化，并可使酶在特定的部位和环境中发挥作用，保证体内代谢的正常进行。可使酶在特定的部位和环境中发挥作用，保证体内代谢的正常进行。第48页/共57页某些酶原的激活过程44肽第49页/共57页胰蛋白酶原激活示意图胰蛋白酶原激活示意图 第50页/共57页第51页/共57页胰胰凝凝乳乳蛋蛋白白酶酶原原、胰胰蛋蛋白白酶酶原原的激活过程的激活过程第52页/共57页第53页/共57页胃蛋白酶原的激活过程胃蛋白酶原的激活过程第54页/共57页第55页/共57页第56页/共57页感谢您的观看！第57页/共57页