酶的作用机制与酶的调节1

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,酶,催化实例与酶的调节,1.,酶催化反应实例,2.,酶的调节,酶催化反应实例,1.,溶菌酶,催化某些细菌细胞壁多糖的水解，从而溶解细胞壁；,Mr,=14.6,10,3,，,由,129,个氨基酸残基组成的单肽链蛋白质，含,4,对,-S-S-,为葡糖苷酶，催化水解,NAM,的,C1,与,NAG,的,C4,之间的糖苷键,1.,溶菌酶,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,6,个单糖（活性中心）,酸碱催化：,Glu,35,以酸的形式提供质子,底物过渡态的形成：正碳离子中间产物的形成与稳定,2.,丝氨酸蛋白酶,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、组织纤溶酶原激活剂等,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,裂解碱性氨基酸；胰凝乳蛋白酶,裂解芳香氨基酸；弹性蛋白酶,裂解小的中性氨基酸,活性部位：催化三联体,His,57,、,Asp,102,、,Ser,195,胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶,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,别构调控,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（,ATCase,）,终产物,CTP,反馈抑制,ATCase,底物,(,同促效应,),和,ATP(,异促效应,),则激活,ATCase,由催化亚基（有催化活性,不与,ATP,和,CTP,结合）和调节亚基,(,无催化活性,与,ATP,和,CTP,结合,),构成,ATP,和,CTP,通过改变,T,态和,R,态之间的平衡来调节,ATCase,的活性,3-,磷酸甘油醛脱氢酶：负协同效应的别构酶,别构酶的性质*,1.,寡聚酶,由,2,个或多个亚基组成,在酶分子上除有和底物结合的活性部位,还有和底物以外的物质结合的调节部位,2.,别构酶的反应速度对底物浓度作图不服从米氏方程,不呈直角双曲线,而为,S,形曲线（正协同）或表现双曲线（负协同）,3.,协同指数,Rs,（,饱和比值）,Rs,=81:,正常酶,Rs,81:,负协同效应,Rs,81:,正协同效应,别构酶动力学,K,型效应物,V,型效应物,酶原,激活,前体、酶原,酶原激活,消化酶在胃和胰脏中作为酶原合成，激活后成为蛋白水解酶,血液凝固系统的许多酶以酶原形式被合成,蛋白激素也是以无活性的前体经蛋白酶激活后变成有活性的,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,消化系统蛋白酶原的激活,1.,胰凝乳蛋白酶原的激活（见图）,2.,胃蛋白酶原的激活,由胃壁细胞分泌，,Mr,=38.9,10,3,，,由,392,个氨基酸残基组成，在胃酸作用下从氨基失去,44,个氨基酸残基,-,碱性，转变为高度酸性的有活性的胃蛋白酶,3.,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,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互变状态，从而调节酶活性；,不同类型的可逆共价修饰作用：磷酸化,/,脱磷酸化；乙酰化,/,脱乙酰化；腺苷酸化,/,脱腺苷酸化；尿苷酸化,/,脱尿苷酸化；,ADP-,核糖基化；甲基化,/,脱甲基化；,S-S/SH,相互转变。,共价修饰调节对调节信号有放大作用,如磷酸化酶激活的级联反应。,激酶,ATP,ADP,磷酸化酶,（无活性）,磷酸化酶,P,（有活性）,磷酸酯酶,-,OH,H,2,O,P,例：糖原磷酸化酶的共价修饰,蛋白质的磷酸化,几乎所有的蛋白激酶都以,ATP,为磷酸基的供体，都需,Mg,2+,，,形成,ATP-Mg,2+,复合物,底物被磷酸化的氨基酸残基,Thr, Ser,Tyr,Glu,-”P-O”,连接,Lys,Arg, His-”P-N”,连接,磷酸化酶,同工酶,概念,乳酸脱氢酶（,LDH,）,Mr,=140,10,3,，由,4,个亚基聚合的四聚体，有,5,个同工酶，含,2,种蛋白亚基,M,型,(,富含碱性氨基酸,),和,H,型,(,富含酸性氨基酸,),；,LDH,5,（,M,4,）、,LDH,4,（,M,3,H,）、,LDH,3,（,M,2,H,2,）、,LDH,2,（,MH,3,）、,LDH,1,（,H,4,）,LDH,同工酶有组织特异性。,同工酶的生物学功能,作为遗传标志，可用于遗传分析,与个体发育及组织分化有关,分化型同工酶,原始型同工酶,同工酶与代谢调节,同工酶与癌基因的表达,几种氨基酸的同工酶反馈调节,