酶的概述分析.ppt

2021/3/26 * 酶蛋白 必需残基 非必需残基 活性中心 活性中心外 接触残基 辅助残基 结构残基 结合残基 催化基团 2021/3/26 * 二????? 酶作用专一性的解释 1、锁钥模型(lock-key hypothesis) Fisher 1894 酶活性中心的形状与底物分子形状互补。 底物分子或其一部分像钥匙一样,专一地插入酶活性中心,通过多个结合位点的结合,形成酶—底物复合物。 酶活性中心的催化基团正好对准底物的有关敏感键,进行催化反应。 2021/3/26 * 2021/3/26 * 2021/3/26 * 锁钥模型较好地解释了立体异构专一性。 但不能解释可逆反应。 2021/3/26 * 2、诱导楔合模型 (induced-fit hypothesis) Koshland 1958 酶分子与底物分子接近时,酶蛋白质受底物分子诱导,构象发生有利于与底物结合的变化,酶与底物在此基础上互补楔合,进行反应。 2021/3/26 * 2021/3/26 * 三、? 高效性的机理 1、邻近效应与定向效应变分子间反应为分子内反应 邻近效应:酶与底物形成中间复合物后使底物之间、酶的催化基团与底物之间相互靠近,提高了反应基团的有效浓度。 定向效应:由于酶的构象作用,底物的反应基团之间、酶与底物的反应基团之间正确取向的效应 酶把底物分子从溶液中富集出来,使它们固定在活性中心附近,反应基团相互邻近,同时使反应基团的分子轨道以正确方位相互交叠,反应易于发生。 2021/3/26 * 同工酶 能催化同一种化学反应,但其酶蛋白本身的分子结构不同的一组酶,存在于生物的同一种属或同一个体的不同组织中,甚至同一组织、同一细胞中。 哺乳动物乳酸脱氢酶有5种 CH3CHOH-COO-+NAD+ LDH CH3COCOO-+NADH+H+ MMMM （M4） :在骨骼肌中占优势 HMMM（M3H） HHMM（M2H2） HHHM （MH3） HHHH （H4）:在心肌中占优势 2021/3/26 * 2、米式方程: Michaelis和Menten 1913年 Ks为底物解离常数（底物常数） 2021/3/26 * （二）????? 米式方程的导出: 1、??早年的米式方程基于快速平衡假说 ①??? 在反应的初始阶段,[S]远远大于[E],因此,[S]可以认为不变。 ②???因为研究的是初速度,P的量很小,由P+E? ES可以忽略不记。 ③???游离的酶与底物形成ES的速度极快（快速平衡）,而ES形成产物的速度极慢,故, [ES] 的动态平衡与ES ? P+E没有关系 （既 K1、K2 ＞＞K3 ） 2021/3/26 * ES的生成速度:K1（[E] - [ES]）[S] ES的分解速度:K2[ES] K1（[E] - [ES]）[S] = K2[ES] 反应速度: KS现在称为底物常数 2021/3/26 * 2、 “稳态平衡假说”及其对米式方程的发展: Briggs和Haldane 1925 [ES]的动态平衡不仅与 E+ S ? ES有关,还与ES ? P + E有关。 稳态平衡假说的贡献在于发展了快速平衡学说的第③点。 所谓“稳态”:ES的形成速度与分解速度相等、ES的浓度保持不变的反应状态 2021/3/26 * ES生成速度: k1（[E] - [ES]）[S] ES分解速度: k2[ES]+k3[ES] 以上两个速度相等: k1（[E] - [ES]）[S] = k2[ES]+k3[ES] 用稳态假说推导米式方程: 2021/3/26 * Vmax=k3 [E] （米氏常数） 当Km及Vmax已知时,根据米氏方程可确定酶反应速度与底物浓度的关系。 （单体酶） （寡聚酶） 2021/3/26 * 当[S]《Km时 当[S]》Km时 当[S]=Km时 2021/3/26 * （三）? 米式方程中各参数的意义 1、 快速平衡假说与稳态平衡假说的实质区别 当K1、K2》K3时,即ES? P+E是整个反应平衡中极慢的一步: “ 稳态平衡 = 快速平衡 + 慢速平衡 ” : 当ES ? P+E极慢（K3/K1极小）时,稳态平衡基本等于快速平衡 2021/3/26 * 2、?? Km的物理意义 当反应速度v=1/2 Vmax时, Km = [S], Km的物理意义是:当反应速度达到最大反应速度一半时底物的浓度。 单位:mol·L-1或mmol·L-1 Km是酶的特征常数之一。一般只与酶的性质、底物种类及反应条件有关,与酶的浓度无关。 ? 2021/3/26