碱性磷酸酶(AKP)

Zn1原子配位的氢氧根离 子进攻磷酸基，形成POH键，最终形成无机磷 酸盐与底物的非共价结 合形式。
Mg配位的水分子现在 作为一个质子酸，将 一个质子给Ser-102， 则P-Ser键断裂
金属离子的作用
①锌离子在碱性 磷酸酶中有广义 Lewis酸的作用， 极化底物，使之 成为一个良好的 亲电试剂。
碱性磷酸酶（Leabharlann BaiduLP）
功能
结构
催化机理
金属离子的作用
碱性磷酸酶（ALP）
功能：将底物分子(核酸、蛋白质、生物碱)上的磷酸
基团除去，并生成磷酸根离子和自由的羟基。
一般用于催化核酸分子脱掉5’磷酸基团，从而使DNA 或RNA片段的5’-P末端转换成5’-OH末端。 来自肝脏：ALP1、ALP2、ALP6
His-331、His-412的咪唑氮 Asp-327的羧基的两个氧 H2O 磷酸酯的氧原子
Zn2
Asp-369、Asp-51的羧基 的其中一个氧 His-370的咪唑氮 H2O 磷酸酯的氧原子
Mg
Asp-51的另一个氧 Thr-155、Glu-322羧 基上的一个氧原子 三个水分子
与Mg配位的OH-，使Ser 去质子化，则Ser的氧 原子有更强的亲核性
①锌离子在碱性磷酸酶中有广义Lewis酸的作用，极化底 物，使之成为一个良好的亲电试剂。 ②酶与底物以金属离子Zn为桥接点，金属将底物磷酸引
导到正确的位置（Ser-活性部位），使酶促反应顺利进行。
③金属Zn1中和离去基团的负电荷，是RO-能够顺利离去。 ④Mg定位了水分子，催化Ser-102的质子化和去质子化的 反应。
同 工 酶
来自骨细胞：ALP3
来自胎盘及癌细胞：ALP4
来自小肠绒毛上皮与成纤维细胞：ALP5
结 构
二聚体蛋白 中央：10层β-折叠；两侧：15个 不等的α-螺旋； 顶部：单一的α-螺旋、三层β-折叠。 每个亚基含499个AA，均具有一个活性中心 酶中心有一个空腔口袋，用于与磷酸酯结合。
配位环境 Zn1
金属离子的作用
②酶与底物以金 属离子Zn为桥接 点，金属将底物 磷酸引导到正确 的位置（Ser-活 性部位），使酶 促反应顺利进行。
金属离子的作用
③金属Zn1中和
离去基团的负电
荷，是RO―能
够顺利离去。
金属离子的作用
④Mg定位了水
分子，催化Ser-
102的质子化和
去质子化的反应。
金属离子的作用
AP的生理及研究作用
①可直接参与磷代谢，在钙、磷的消化、吸收、分
泌及骨化过程中发挥了重要作用 ②在基因工程中主要是应用该酶处理经限制性内切 酶切割后的载体DNA，去除载体DNA两末端的5′-磷 酸残基，以防止载体DNA自我环化，从而提高其重
组效率 。
谢谢
催化机理
H2O取代无机磷酸， 完成催化反应
底物磷酸酯嵌 其它的磷酸的氧原子则与Arg-166 中间体的磷原子 入酶的结合部 的胍基形成氢键 断裂P-OR 键 位，磷酸酯的 两个氧原子分 别与Zn1和Zn2 配位，形成两 个Zn原子之间 的磷酸盐桥
去质子化的 磷酸酯被绑定 Ser进攻磷原 子，从而导致 到Ser-102中的 Ser-残基的 磷酸化，并形成共价 活性位点 Ser磷酸盐中间体(仍然与Zn 配位)