生物化学I-英文版 Chapter6 Mechanisms of Enzymes.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * Chymotrypsin 為何是由數條胜肽所組成？ 其實轉譯出來時是一條完整蛋白質，要先經過另一種蛋白脢 trypsin 在 R16-I16 之間切開，才產生活性；另有一裂解處在 Y146-A149，也會使得 chymotrypsin 具有活性。 為何蛋白質被切開後不會散掉？ 因為這些胜肽之間都以雙硫鍵連結著，仍然保持其三級構造以及正確構形。 E5-8 * E5-15 假若 沒有 Ile 16 的 N-端抓住 Asp 194，則 Ser 195 將無法擺在正確的立體空間位置，與 His 57 產生質子轉移作用；上圖以分子模型顯示此一關係。 * E5-14 反過來說，為何 pH 超過 9 後，活性也會急遽下降？ 是否也可以如法炮製，去找一個胺基酸基團 pKa 在 9 附近者？ 但是發現大部分鹼性胺基酸的 pKa 都在 10 以上，因此不太可能由一般鹼性胺基酸所為，反倒是 N-端胺基的 pKa 大約在 9 附近。 原因是 chymotrypsin 在被切第一刀後，新產生一個 Ile 16 的 N-端，而此新端點上的 NH2 若在 pH 9 以下環境，將會帶有正電荷，在立體構造上與 Asp 194 產生離子鍵，抓住 Asp 194 後鄰近的 Ser 195 才會就定位，與 His 57 產生質子轉移的效用。 若 pH 調到 10 以上，請自行推理為何活性會喪失？ * E5-26 Ser 蛋白脢家族以其專一性區來辨識基質種類，基質的特性決定辨識區的構形。 Trypsin 有一個細長的專一性口袋，帶底還有一個 Asp 189，因此其基質都是 Lys 與 Arg 等帶有正電荷的長條胺基酸。 構形的確決定了很多蛋白質的功能與作用。 * E5-24 活性區 中催化區與專一性辨認區的模型，請注意所辨認的胺基酸基團，是在胜肽鍵 N-端那邊的基團 (R)。Chymotrypsin 的專一性辨認區形成一個相當大的口袋，而且口袋內沒有極性的胺基酸，因此偏好水解 Trp, Phe, Tyr 的位置。 * E5-16 DIFP 與 Ser 型的蛋白脢有相當專一的作用，會與其上的 Ser 195 反應，然後形成固定的鍵結，使得該酵素失去活性。 因此，DIFP 是 chymotrypsin 的專一性抑制劑，也是其假基質 (pseudosubstrate)。 * E5-17 假基質 DIFP 對 chymotrypsin 的抑制，可以被真的基質所對抗，因為兩者都是作用在同一個活性區上。 * E5-10 Chymotrypsin 活性區上面有三個極為重要的胺基酸，雖然原來在蛋白質長鏈上並沒連在一起 (57, 102, 195)，但經蛋白質摺疊後，卻湊在一起成為一直線。然後發生一件非常重要的事，就是 Asp 102 搶走中間 His 57 的氫，然後 His 57 去搶 Ser 195 的氫，最後 Ser 195 留下一個光禿禿的氧原子，而此氧原子因失去氫而變得極為活躍 (因為有多餘的負電荷)；這就是著名的催化鐵三角 (catalytic triad) 的形成。 * E5-11 早期 對 chymotrypsin 的觀察發現，其酵素活性受到酸鹼度的影響很大，酵素活性在大約中性時最大，往酸鹼兩方向都會降低活性，而且降幅極大。 為何 chymotrypsin 活性會受到 pH 如此大的影響？ 可以分成酸鹼兩個方向來探討，因為其機制不一樣。 * E5-13 上述 酸鹼度的實驗中，當 pH 由 7 降到 6 時 chymotrypsin 的活性急遽下降，是否有什麼胺基酸在這個改變的 pH 範圍中，產生很大的改變？ Chymotrypsin 是由胺基酸所組成，而其性質當然是由所組成胺基酸來決定。 回顧一下各種胺基酸的 pKa，在中性 pH 附近的只有 His 的 imidazole (6.0)，因此是否因為 pH 的改變影響 His 的帶電性質，因而造成活性的下降？ 的確，若把 pH 調到 6 以下，則催化鐵三角中的 His 將會多帶一個質子，而此質子將會加在吸引 Ser 195 質子的那個氮原子上，如此 His 將無法吸走 Ser 195 的質子，後者也就無法成為活性基團，只是個普通的醇基。 * E5-12 通常 一個蛋白質分子上都帶有電荷，有正電荷、也有副電荷，這些正、負電荷的淨值，即為此蛋白質所帶的 淨電荷；蛋白質的淨電荷可能為正、也可能為負，在某 pH 下蛋白質的淨電荷可能為零，則此 pH 稱為此蛋白質的『等電點』(isoelectric point, pI)，一個蛋白質的 pI 通常不會改變。 當環境的 pH 大於某蛋白質的的 pI (如上圖某蛋白質的 pI = 6，環境 pH = 9)，則此