酶与生物催化剂.ppt

羧基肽酶的催化作用第39页,共64页，星期六，2024年，5月碳酸酐酶的活性部位第40页,共64页，星期六，2024年，5月碳酸酐酶的催化作用第41页,共64页，星期六，2024年，5月第三节别构酶一、基本概念别构酶：调节分子（效应物）与酶的调节亚基或调节部位结合时，使酶的构象发生改变，从而导致酶的催化活性改变，这类酶称为别构酶。协同效应：当作用物或效应物与酶结合后促进后续的作用物与酶结合，称为正协同效应；若是抑制后续的作用物与酶结合，称为负协同效应。第42页,共64页，星期六，2024年，5月二、别构酶的特征1、异促别构酶的结构特征A）酶分子上存在与作用物结合并催化反应的部位（催化中心）和与效应物结合并调节活性的部位（调节中心）；B）催化中心和调节中心可以位于相同或不同的亚基上（催化亚基、调节亚基）；C）效应物的作用可以是别构激活或别构抑制。第43页,共64页，星期六，2024年，5月2、同促别构酶的结构特征A）酶分子上存在多个催化中心，催化中心之间可相互作用而影响酶的活性（没有专门的调节中心，催化中心亦是调节中心）；B）作用物也是效应物。作用物与酶结合后影响后续作用物与酶的结合，即协同效应；C）作用物可以是正协同效应或负协同效应。第44页,共64页，星期六，2024年，5月血红蛋白的同促别构效应第45页,共64页，星期六，2024年，5月三、别构酶活性调节的机制1）MWC模式（由Monod，Wyman，Changeux在1965年提出）A）别构酶是一个寡聚体，亚基在酶分子中排列对称。每一亚基对特定的配体都有结合部位，而且这些结合部位都相等。B）亚基具有不同的构象状态，称R态和T态，前者的活性比后者高。C）当一个亚基由T变成R态时，其他亚基也同时变为R态（称“齐变模式”）。而且酶的T?R互变时，其对称性保持不变（称“对称模式”）。第46页,共64页，星期六，2024年，5月D）T与R处于动态平衡之中，取决于别构激活剂或作用物的浓度与别构抑制剂的比值。第47页,共64页，星期六，2024年，5月2）KNF模式（由Koshland，Nemethy，Filmer在1966年提出）A）别构酶是由相同亚基构成的寡聚体，但每个亚基都可以有不同的构象状态，即R或T态。前者的活性比后者高。B）R态和T态可共存于一个寡聚体中。当作用物或效应物与一个亚基结合后可引起该亚基构象变化，这种变化再促使相邻亚基的构象变化从而改变后者对作用物的亲和力。这种变化依顺序进行，直到所有亚基都发生同样变化（称“序变模式”）第48页,共64页，星期六，2024年，5月C）一个亚基与作用物或效应物结合后，可引起相邻亚基对后续作用物的亲和力增加或降低。第49页,共64页，星期六，2024年，5月第四节核酶一、核酶（Ribozyme）简介概念：核酶是具有催化活性的RNA，又称为催化性RNA。核酶的概念由Zaug等人于1986年提出。核酶的特点：具有催化活性，如核苷酸转移酶活性、磷酸二酯酶活性、磷酸转移酶活性、RNA限制性内切酶活性。第50页,共64页，星期六，2024年，5月反应具有专一性。对竞争性抑制剂敏感。核酶的分类：1）按作用方式分类：剪切型：又分为两类，一类剪切反应发生在RNA前体的成熟过程中，另一类剪切反应发生在某些动植物小环状病原体RNA的复制过程中。剪接型：剪接反应包括剪切反应和连接反应，如内含子的切除和外显子的连接。第51页,共64页，星期六，2024年，5月2）按作用物分类：自体催化：包括RNA的自我剪切和自我剪接反应。异体催化：其作用物可以是RNA、多糖、DNA、氨基酸酯等。3）按结构与来源分类：如锤头型、发夹型、人丁型肝炎病毒、脉孢菌VS核酶。第52页,共64页，星期六，2024年，5月核酶的结构包括一、二、三级结构第53页,共64页，星期六，2024年，5月几种核酶的二级结构第54页,共64页，星期六，2024年，5月核酶的二、三级结构RibozymetRNAPhe第55页,共64页，星期六，2024年，5月锤头型核酶第56页,共64页，星期六，2024年，5月Theribosomeisaribozyme第57页,共64页，星期六，2024年，5月5.核酶催化作用机制反应包括切断旧的磷酸酯键(剪切反应)和形成新的磷酸酯键(剪接反应)。剪切反应：由2’羟基氧亲核攻击临近的磷，产生三角形过渡态，继而引起5’氧-磷键断裂，生成5’羟基和2’，3’环磷酸末端。剪接反应：由5’羟基氧进行亲核攻击，与接点上的磷形成新的3’，5’磷酸二酯键。第58页,共64页，星期六，2024年，