酶的分子结构与功能

如：胰蛋白酶、凝血酶 精品文档
17
四、同工酶
1.概念
•催化同一化学反应，但酶蛋白的分子结构，理化性质 乃至免疫学性质不同的一组酶。
•例：乳酸脱氢酶（LDH）。 •LDH是由两型亚基组成的四聚体酶：骨骼肌型（M型） 和心肌型（H型）。
乳酸脱氢酶 M M M M M M M M H H H
（LDH）
H MM MH H H H H H H
催化基团—影响底物分子中某些化学键的稳定性， 促进底物转化为产物。 结合基团—与底物结合生成酶-底物复合物。
精品文档
8
二、酶的活性中心（active center）
常见的必需基团
• 主要包括： • 丝氨酸的羟基 • 半胱氨酸的巯基 • 谷氨酸的羧基 • 组氨酸的咪唑基。
O
H 2N
CH
C
OH
CH 2
M4
M3H1 M2H2 MH3
H4
精品文档
18
乳酸脱氢酶同工酶形成示意图 a
结构基因b mRNA
多肽
பைடு நூலகம்亚基
四聚体
精品文档
乳酸脱氢酶同 工酶电泳图谱
– 点样线
M4 M3H M2H2
MH3 H4
+
19
不同组织中LDH同工酶的电泳图谱
LDH1(H4)
LDH2(H3M)
LDH3(H2M2) LDH4(HM3)
酶蛋白和辅助因子单独存在均无催化活性，只有二者结 合为全酶才有催化活性。
酶蛋白决定酶催化专一性，辅助因子通常是作为电子、
原子或某些化学基团的载体决定反应的性质。
精品文档
4
2. 辅助因子分类 （按其与酶蛋白结合的紧密程度）
辅酶 (coenzyme): 与酶蛋白结合疏松，可用透析或超滤的 方法分离。
辅基 (prosthetic group): 与酶蛋白结合紧密，不能用透析或超 滤的方法分离。
组
46 丝
S
18
S
3
SS
活性中心
缬天天天天赖
缬
异甘组
丝
S
S
SS
胰蛋白酶的精激品活文档过程
16
3. 酶原的自身催化作用
有些酶对其自身的酶原有激活作用，称为酶原的自身催化作用。
H+
胃蛋白酶原
胃蛋白酶
4.酶原激活的生理意义：
避免细胞产生的蛋白酶对细胞进行自身消化，
防止组织自溶，又可使酶到达特定部位发挥催化作用。
12
二、酶的活性中心（active center）
3.活性中心以外的其余结构
➢ 维系活性中心的三维结构骨架。
➢ 与底物结合，释放能量，推动反应进行。
➢ 决定酶促反应的特异性。 ➢ 调控酶的活性（调节区）。
酶蛋白变性或活性中心 被破坏，酶就失去活性。
不同酶分子的活性中心结构不同，只能结合与之适
应的底物，发生一定的化学反应。-------酶催化
精品文档
5
一、酶的分子组成
无机金属离子
辅助因子
小分子有机化合物 (B族维生素或其衍生物）
无机金属离子在结合酶中的作用 1.参与组成酶的活性中心。 2.在酶与底物之间起桥梁作用。 3.维持酶分子发挥作用所必须的构象，稳定构象。 4.中和阴离子、降低反应中的静电斥力。
精品文档
6
一、酶的分子组成
➢ 一种酶蛋白只能与一种辅助因子结合成一种特 异的酶。
专一性
精品文档
13
三、酶原及酶原激活
1.酶原：没有催化能力的酶的前体。 2.酶原的激活：酶原在一定条件下转变为有活性 的酶的过程。 ➢酶原的激活的实质是酶的活性中心形成和暴露 的过程。
精品文档
14
胰蛋白酶原的激活
在肠激酶的作用下 切除N—末端的六 肽，形成酶的活性 中心。
精品文档
15
肠激酶 胰蛋白酶原 缬天天天天赖异缬甘
第二节 酶的结构与功能
精品文档
1
第一节 酶的分子结构与功能
一、酶的分子组成 • 酶的本质——具有蛋白质的一切物理化学性质。
1.按化学组成分 • 单纯酶（simple enzyme）
完全由氨基酸组成，活性由蛋白质结构决定。 如：蛋白酶、脂酶、淀粉酶，核糖核酸酶
• 结合酶（全酶）（conjugated enzyme）
精品文档
2
一、酶的分子组成
酶（蛋白质）的化学性质
水解产物是氨基酸 具有蛋白质的呈色反应 具有电泳特征 具有蛋白质沉淀反应 蛋白质变性
精品文档
3
一、酶的分子组成
全酶 = 酶蛋白 + 辅助因子
全酶 (holoenzyme)
蛋白质部分：酶蛋白 (apoenzyme)
辅酶 辅助因子 (cofactor) 辅基
OH O
H 2N
CH
C
OH
CH 2
O SH
H 2N
CH
C
OH
CH 2
N
NH
精品文档
OH
SH N
N H
9
二、酶的活性中心（active center）
2. 酶的活性中心 存在于酶分子中的必需基团，空间上彼此靠近形
成一定的空间结构区域，这个区域能与底物特 异结合并将底物转化为产物，起催化作用的空 间区域，称为酶的活性中心。
➢ 一种辅助因子可以与不同的酶蛋白结合构成多 种不同的特异酶。
全酶
酶蛋白 辅助因子
决定酶的特异 性和高效性。
决定酶促反应 的性质。
精品文档
7
二、酶的活性中心（active center）
1. 必需基团
一小部分与酶的活性密切相关的基团称为酶的必需基团 （essential group）。 催化基团（catalytic group） 必需基团 结合基团（binding group）
底物专一性、辅助因子专一性、酶的变构性等性质的差异，从而
解释它们代谢功能的差别。 (4)医学和临床诊断：体内同工酶的变化，可看作机体组织损伤
，或遗传缺陷，或肿瘤分化的的分子标志。
精品文档
22
谢谢大家！
精品文档
23
精品文档
10
活性中心以外 的必需基团
底物 催化基团
结合基团
精品文档
活性中心 11
溶菌酶的活性中心
精品文档
* 谷氨酸35和天 冬 氨 酸 52 是 催 化 基团；
* 色氨酸62和63、 天 冬 氨 酸 101 和 色 氨 酸 108 是 结 合基团；
* A~F 为 底 物 多 糖链的糖基，位 于酶的活性中心 形成的裂隙中。
LDH5(M4)
心肌
肾 肝 骨骼肌 血清
精品文档
+
- 原点
20
不同患者中LDH同工酶谱
精品文档
21
2.同工酶在各学科中的应用
(1)遗传学和分类学：提供了一种精良的判别遗传标志的工具。
(2)发育学：有效地标志细胞类型及细胞在不同条件下的分化情
况，以及个体发育和系统发育的关系。 (3)生物化学和生理学：根据不同器官组织中同工酶的动力学、