含鋅酶——碳酸酐酶.pptx

《含鋅酶——碳酸酐酶.pptx》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、編號：EC4.2.1.1。一種鋅酶，催化碳酸分解成二氧化碳和水的可逆反應(yīng)碳酸酐酶carbonicanhydrase1940年發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)鋅酶，也是最重要的鋅酶。現(xiàn)已報(bào)道有80多種鋅酶，居各類金屬的首位。廣泛存在動物、植物及微生物中?？赡娲呋趸嫉乃献饔?。碳酸酐酶是紅細(xì)胞的主要蛋白質(zhì)成分之一，在紅細(xì)胞中的地位僅次于血紅蛋白。催化CO2+H2OHCO3-+H+反應(yīng)，酶加速二氧化碳水合的因子在107左右。碳酸酐酶的分布碳酸酐酶廣泛分布在動物的上皮細(xì)胞、胃黏膜、胰腺、紅細(xì)胞和中樞神經(jīng)等組織中，在植物、微生物體內(nèi)也存在，是最早發(fā)現(xiàn)的鋅酶。碳酸酐酶在紅細(xì)胞中的含量僅次于血紅蛋白。在哺乳動

2、物的碳酸酐酶中，以人碳酸酐酶II、III和牛碳酸酐酶II研究較多。碳酸酐酶對于人和動物的呼吸作用極為重要。在人與動物體內(nèi)，由碳酸酐酶催化CO2和H2O合成HCO3-,當(dāng)HCO3-隨血液循環(huán)到肺泡后，又由碳酸酐酶催化使它解離為CO2排出體外。CO2+H2O=HCO3-+H+碳酸酐酶是已知金屬酶中催化轉(zhuǎn)換數(shù)最高的酶之一，它可以在2ms內(nèi)使95%的CO2轉(zhuǎn)換為HCO3-。碳酸酐酶的組成、結(jié)構(gòu)和功能人和動物碳酸酐酶相對分子量是30000，單一肽鏈組成，含一個(gè)Zn2+離子，酶蛋白含約260個(gè)氨基酸殘基。橢圓球形，肽鏈組氨酸3個(gè)咪唑氮原子配位，第四個(gè)可能為水或羥基占據(jù)。為畸變四面體。Zn2+在

3、碳酸酐酶中是活性中心。碳酸酐酶的結(jié)構(gòu)碳酸酐酶的分子質(zhì)量約為30kDa，由單一肽鏈組成，包含約260個(gè)氨基酸殘基，每個(gè)酶分子含一個(gè)Zn(II)離子。人碳酸酐酶呈橢球形，分子中部有一個(gè)袋形空腔，深約1.5nm，腔口寬約2.0nm，Zn2+就結(jié)合在這個(gè)空腔底部。橢圓球形，肽鏈組氨酸3個(gè)咪唑氮原子配位，第四個(gè)可能為水或羥基占據(jù)。為畸變四面體。Zn2+在碳酸酐酶中是活性中心。橢圓球形，肽鏈組氨酸（94、96和119）3個(gè)咪唑氮原子配位，第四個(gè)可能為水或羥基占據(jù)。為畸變四面體。碳酸酐酶晶體結(jié)構(gòu)，整個(gè)蛋白鏈折合成橢球狀，其二級結(jié)構(gòu)中主要為β折疊片，但也有部分的α螺旋。在碳酸酐酶的活性中心，Zn(

4、II)由三個(gè)組氨酸殘基的咪唑氮原子和一個(gè)水分子或氫氧根離子配位，形成一個(gè)畸變的四面體結(jié)構(gòu)。在配位原子附近的一個(gè)蘇氨酸和一個(gè)谷氨酸組成一個(gè)氫鍵網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定His3Zn－OH結(jié)構(gòu)，由兩個(gè)纈氨酸、色氨酸和亮氨酸構(gòu)成一個(gè)疏水口袋，其功能被認(rèn)為是將CO2固定在該疏水空腔內(nèi)，使His3Zn－OH對CO2直接進(jìn)行親核進(jìn)攻。亮氨酸色氨酸纈氨酸碳酸酐酶催化機(jī)理碳酸酐酶的水解作用過程（CO2的水合）CO2+H2O??HCO3-+H+碳酸酐酶的抑制碳酸酐酶中配位水分子的pKa值大約為6.8，對催化功能至關(guān)重要，如果將水分子從第四配位點(diǎn)取代，碳酸酐酶的催化活性會受到抑制。常見的碳酸酐酶抑制劑包括鹵素離子、羧酸

5、根、酚、醇、咪唑、羧酸酰胺、硫酰胺、硫氰酸根等，這些分子或離子能不同程度地抑制碳酸酐酶的催化活性