第10章酶的作用机制和酶的调节2概念.pptVIP

（2）胃蛋白酶原（pepsinogen）的激活 （3）胰蛋白酶原（trypsinogen）的激活 （4）胰凝乳蛋白酶原（chymotrypsinogen）的激活 结论 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也以酶原的形式存在，且存在级联反应。 消化道内蛋白酶以酶原的形式分泌，避免细胞产生的蛋白酶对细胞进行自身消化，并使酶在特定的部位和环境中发挥作用。 酶原可视为酶的贮存形式，如凝血和纤维蛋白溶解酶类以酶原的形式在血液循环中运行，一旦需要便转化为有活性的酶。 1、同工酶 （1）定义：指催化相同的化学反应，而酶蛋白的分子结构、理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶。 同工酶由不同基因或等位基因编码的多肽链所组成，或由同一基因转录生成的mRNA翻译成不同多肽链组成的蛋白质。同工酶存在于同一种属或同一个体的不同组织或同一细胞的不同亚细胞结构中。 （2）乳酸脱氢酶(LDH) 由H或M两种亚基组成的四聚体。五种同工酶LDH1（H4）、LDH2（H3M）、LDH3（H2M2）、LDH4（HM3）、LDH5（M4），它们向正极泳动的速度由LDH1~ LDH5依次递减，可藉此分离。 乳酸 丙酮酸 心肌: LDH1 乳酸 丙酮酸 LDH5 骨骼肌: （3）同工酶功能 同工酶虽然催化相同的反应，但可有不同的功能。 心肌中含量最多的是LDH1（H4）对NAD+有较大的亲和力，易受丙酮酸抑制，它的作用主要是催化乳酸脱氢生成丙酮酸，有利于心肌利用乳酸氧化供能；骨胳肌中含量多的LDH5，对NAD+亲和力低，不受丙酮酸的抑制，其作用是催化丙酮酸加氢生成乳酸，有利于骨胳肌生成乳酸。 生物学功能： 遗传标志，从同工酶异常表现型直接推测基因型改变 与个体发育和组织分化相关 与代谢调节相关：适应不同组织、不同细胞器在代谢上的需要 与癌症发生相关 三、酶催化反应机制的实例 1、溶菌酶 溶菌酶的生物学功能是催化细菌细胞壁多糖的水解。 （1）细胞壁多糖：N-乙酰氨基葡萄糖（NAG）-N-乙酰氨基葡萄糖乳酸（NAM）的共聚物，NAG与NAM以β-1,4糖苷键交替排列。 ? ? 溶菌酶 14.6 ×103 Da, 129aa, 4个S-S键 N-乙酰胞璧酸 N-乙酰葡萄糖胺 催化水解NAM的C1与NAG的C4之间、NAG之间的β（1-4）的糖苷键，但不能水解NAG 的C1和NAM 的C4之间的β（1-4）糖苷键 NAG 寡聚体长度 溶菌酶相对水解速率 溶菌酶活性部位的容量——6个糖残基 溶菌酶分子中有一个狭长的凹穴，正适合于6个糖残基的嵌合。凹穴中的Glu35和Asp52是活性中心的氨基酸残基。 溶菌酶的催化机制 Glu提供一个H+到D-E环之间的糖苷键O上，使之断开 Asp通过带有负电荷的羧基稳定D环的正碳离子中间产物 Glu35由于处于非极性区，呈不解离状态-COOH，这样它可以起着广义酸作用，提供一个质子给糖苷键的氧原子，使得氧原子与D环C1间的糖苷键断开，而C1带上正电荷，成为正碳原子C1+。 处于极性区的Asp52在通常情况下呈离子化状态-COO-，这样它就起着稳定C1+的作用，协调C1-O间糖苷键的断裂，直到环境中水分子的OH-与C1+结合，H+与Glu35结合，使两者恢复非离子化形式。由此完成一次水解反应 。 2. 胰凝乳蛋白酶 丝氨酸蛋白酶是一类最有特色的酶家族，包括胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶、凝血酶、枯草杆菌蛋白酶、纤溶酶、组织纤溶酶原激活剂和其他酶类。其中， 胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶在胰腺中合成，以非活性形式分泌到消化道中，并在其中经过去除部分肽段成为活性酶。 这三种酶由同一祖先“趋异进化”，都负责裂解肽键，作用机制相似、专一性不同。 具有His、Asp、Ser组成的“催化三联体”。 活性部位位于疏水口袋。 2、胰凝乳蛋白酶 (1)专胰凝乳蛋白酶隶属丝氨酸蛋白酶家族，在胰腺中合成，选择性裂解芳香氨基酸，例如Phe和Tyr。具有His57-Asp102-Ser195 催化三联体. （2）胰凝乳蛋白酶的活性中心 由Ser195、His57和Asp102组成，其中Ser195是酶活性中心的底物结合部位，His57是活性中心内的催化部位，在三维结构中这三个氨基酸残基是十分靠近的。 （3）胰凝乳蛋白酶作用原理 活性中心的Ser195、His57及Asp102构成一个氢键体系，使His57的咪唑基成为Asp102羧基及Ser195羟基间的桥梁，Ser195由于His57及Asp102的影响而成为很强的亲