酶學(xué)與酶工程重點(diǎn)總結(jié)

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1、■O對政乎<1霹TCKefU第二章酶學(xué)基礎(chǔ)—、酶的活性中心(activecenter,activesite)(一)活性中心和必需基團(tuán)1、與酶活性敁示有關(guān)的，具宥結(jié)合和催化底物形成產(chǎn)物的空間IX域,叫酶的活性中心，乂叫活性部位。2、活性中心可分為結(jié)合部位和催化部位。3、結(jié)合部位決定酶的專一性，催化部位決記酶所催化反應(yīng)的性質(zhì)。zx結(jié)合薄KtStt中心y必番基團(tuán)-1傭化部位I送中心外的必Stf囲活性中心外的必霱基團(tuán)與缞持整個(gè)酶分子的空間構(gòu)象有關(guān)4、酶結(jié)構(gòu)概述(1)活性中心是一個(gè)三維實(shí)體。(2)足省一些一級(jí)結(jié)構(gòu)上可能

2、相距較遠(yuǎn)的氨擄酸側(cè)鏈雎團(tuán)組成，有的還包含輔酶或輔樁的菜一部分雎閉。⑶在酶分子表面呈裂縫狀。(4)酶活性中心的催化位點(diǎn)和結(jié)合位點(diǎn)可以不止一個(gè)。(5)酶活性中心的雎團(tuán)都足必需掂團(tuán)，們必需雎團(tuán)還包括活性屮心以外的基團(tuán)。5、酶分子中的鮫基酸殘基或其側(cè)鏈基團(tuán)可以分為四類1.接觸殘基2.輔助殘基3.結(jié)構(gòu)殘基4.非貢獻(xiàn)殘基(二)酶活性中心中的化學(xué)基團(tuán)的鑒別1.非特異性共價(jià)修飾：某碑化學(xué)試劑能使蛋H質(zhì)屮氨基酸殘基的側(cè)鏈基比反應(yīng)川起共價(jià)結(jié)合、輟化或還原修飾反應(yīng)，使雄閉結(jié)構(gòu)和性質(zhì)發(fā)生變化。如果菜戰(zhàn)閉修飾后不引起酶活力的變化，就可

3、初步認(rèn)力此樁M1可能足非必需基團(tuán);反之，叛治引起酶活力的降低或喪失，則此雄M1可能是酶的必需基團(tuán)。2.親和標(biāo)記#7#鉉涉:相足底物的類似物，可專一性地引入酶的活性中心，并只冇活潑的化予基曲如海索)，uf與活性屮心的基凼形成穩(wěn)定的共價(jià)鍵。因其作川機(jī)制足利川酶對底物類似物的親和性而將酶K?價(jià)標(biāo)id的，故稱為親和標(biāo)記。3.差另ij標(biāo)記在過貸底物或4逆抑制劑遮蔽活性屮心的倩況下，加入共價(jià)修飾劑,使后者只修飾活性屮心以外的冇關(guān)基yn然后去除底物或叫逆抑制劑，竑露活性中心，洱川問位素標(biāo)記的昀一修飾劑作川于活性中心的冋類基

4、團(tuán)；將酶水解后分離帶有冋位索的鋱菽酸，即可確定該氨基酸參與活性中心。4.蛋白質(zhì)工程這足研究酶必需戰(zhàn)閉和活性屮心的最先進(jìn)方法，即將酶蛋Q相應(yīng)的.可.補(bǔ)DNA(cDNA)進(jìn)點(diǎn)突變，此突變的cDNA表達(dá)出只有一個(gè)或幾個(gè)氨雎酸被咒換的酶蛋Q,再測記其活性，可以知道被腎換的氨戰(zhàn)酸是否刃活力所必需。優(yōu)點(diǎn)：改變酶蛋白屮任一氨基酸而不影響其他同類殘基改變疏水殘基，使其轉(zhuǎn)變成親水或另一疏水殘基同時(shí)改變活性中心內(nèi)外的幾個(gè)氨基酸個(gè)或多個(gè)氨基酸的缺乏或插入改變酶蛋白的磷酸化位點(diǎn)或糖化位點(diǎn)不致引起立體障礙(三)組成活性中心的重要化學(xué)基

5、團(tuán)絲氨酸、組氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、色氨酸、天冬氨酸、谷氨酸和賴氨酸二、酶的結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系(一)酶的一級(jí)結(jié)構(gòu)與催化功能的關(guān)系酶的一級(jí)結(jié)構(gòu)足酶的基本化學(xué)結(jié)構(gòu)，足催化功能的基礎(chǔ)。(二)酶的二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)與催化功能的關(guān)系酶的二級(jí)、三級(jí)結(jié)構(gòu)處所宵酶都必須只備的空間構(gòu)型。維持酶的活性部位所必須的酶蛋A的二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)徹底改變，就會(huì)使酶遭受破壞而喪失其催化功能，這是蛋A質(zhì)變性的依據(jù)。1.酶的變性和失活2.活性中心的撓性3.酶分子的結(jié)構(gòu)域(三)酶的四級(jí)結(jié)構(gòu)與催化功能的關(guān)系只有叫級(jí)結(jié)構(gòu)的酶，按K功能可分為兩類，一類與催化作

6、川有關(guān)，另一類與代謝調(diào)節(jié)關(guān)系密切。三、酶催化作用的基本理論(一)酶一底物復(fù)合物1.酶一底物復(fù)合物存在的證據(jù)1903年，Henri川蔗糖水解酶水解蔗糖提出的。E+S=ES=P+E(S：substrate，P:product)在反應(yīng)過程屮，酶首先與底物形成酶?底物屮間復(fù)合物(ES.enzyme-substrateintermediates)，再分解成酶(E)和產(chǎn)物(P)，使反應(yīng)沿一個(gè)低活化能的途徑進(jìn)行，降低反應(yīng)所需活化能。2.酶與底物形成父合物的作用力1)離子鍵2)氫鍵3)'(二)u酶作用的專一性機(jī)制1.鎖切學(xué)說

7、(lockandkeytheory)2.誘導(dǎo)契合乎說(induced-fithypothesis)(三)酶作用的高效性機(jī)制1.S與E的龍近效應(yīng)和記似效應(yīng)proximityandorientation搌近效應(yīng)：指兩個(gè)反應(yīng)的分子，它們反應(yīng)的基團(tuán)耑要瓦相靠近，才能反應(yīng)。2.酸堿催化(acidorbasecatalysis)酸堿催化足通過瞬時(shí)地向反應(yīng)物提供質(zhì)子或從反應(yīng)物接受質(zhì)子以稔定過渡態(tài)、加速反應(yīng)的一?類催化機(jī)制。巾于E活性屮心含冇酸堿基團(tuán).它們可以與S屮的酸堿基團(tuán)進(jìn)行質(zhì)子交換，加強(qiáng)了E與S的相互作用，減調(diào)了S分子

8、內(nèi)部的化學(xué)鍵，使S巾穩(wěn)態(tài)?不穩(wěn)態(tài)狹義酸堿催化(specificacid-basecatalysis)：H［和OH—廣義敝堿催化(generalacid-basecatalysis)：質(zhì)子供體和質(zhì)+受體3.井價(jià)催化(covalentcatalysis)(1)井價(jià)催化乂稱余核催化(nucleophiliccatalysis)或衆(zhòng)電催化(electrophiliccatalysis)(2)親核攻擊集團(tuán):-