第十章酶的作用机制和酶的调节
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实例；胰凝乳蛋白酶（chymotrypsin）
羧肽酶（ribonuclease）
胰 凝 乳 蛋 白 酶 的 活 性 中 心
Ser
His 活性中心重要基团: His57 , Asp102 , Ser195
Asp
为Tyr 248 为Arg 145 为Glu 270 为底物
羧肽酶活性中心示意图
Байду номын сангаас
Zn
三、与酶的高效率有关的主要因素
1、 邻近与定向效应
2、 诱导契合与底物扭曲变形 3、 共价催化
4、 酸硷催化
5、微环境影响 实例: 胰凝乳蛋白酶 （ chymotrypsin）
酶分子中可作为亲核基团和酸硷催化的功能基团
Ser195
102Asp His57 A.酶分子中的电荷中继网
Ser195
His57
Asp102
Ser195
*
正效应剂、负效应剂
酶的别构（变构）效应示意图
效应剂
别 构 中 心
活性 中心
Asp转氨甲酰酶ATCase
Active relaxed form
Carbamoyl phosphate O H2N-C-O-PO32=
四级结构
Asp
Carbamoyl aspartate
+
COOCH2 HN-C-COOHH - - -
乳酸脱氢酶同工酶形成示意图
结构基因 a b
乳酸脱氢酶同 工酶电泳图谱
mRNA
–
多肽 亚基
点样线
M4 M3H M2H2
MH3
四聚体 H4
+
不同组织中LDH同工酶的电泳图谱
LDH1(H4) LDH2(H3M) LDH3(H2M2) LDH4(HM3) LDH5(M4) 心肌 肾 肝 骨骼肌 血清
+
-
非活化型 活化型
活化型 非活化型
六、酶的多种分子形式——同工酶
概念：存在于同一种属或不同种属，同一个体的不同 组织或同一组织、同一细胞，具有不同分子形式但却能催 化相同的化学反应的一组酶，称之为同工酶（isoenzyme） 实例：乳酸脱氢酶 研究意义：作为遗传的标志；作为临床诊断指标；研究 某些代谢调节机制
原点
P
磷酸化酶磷酸酯酶
4H2O 4Pi
+
糖原磷酸化酶
P
P
4ADP
4ATP
磷酸化酶a （有活性）
磷酸化酶b （无活性）
磷酸化： 可逆性共價修飾
Ser Thr Tyr (His)
OH
蛋白質
Kinase
P
蛋白质 构象改变
磷酸化
去磷酸化
Phosphatase
Glycogen phosphorylase b
Glycogen phosphorylase a
酶原的激活
在体内处于无活性状态的酶前身物（酶原， zymogen）在一定条件下被修饰转变成有活性的酶 的过程称酶原的激活。其实质是酶原被修饰时形成 了正确的分子构象和活性中心，由此可见酶分子的 特定结构和酶的活性中心的形成是酶分子具有催化 活性的基本保证。
（二）、共价调节（例：糖原磷酸化酶）
P
ATCase
ATP
COOO CH2 H2N-C- N-C-COOHH - - -
CCC
R R R R R R
Catalytic subunits Regulatory subunits Catalytic subunits
CTP
CTP
CTP
CTP
CTP
CTP
Feedback inhibition
=
CTP
CCC
Inactive tense form
核酸代謝
（1）、酶的结构 +
完整的酶分子 （活性形式） 催化亚基 （三聚体） 调节亚基 （二聚体）
（2）、 天冬氨 酸转氨 甲酰酶 动力学 曲线
（二）、酶原的激活
1、酶原---2、酶原激活的机理
3、举例：胰蛋白酶原激活的机理
胃蛋白酶原激活的机理 4、酶原激活的意义
102Asp Ser195 底物
His57
Asp102
His57
B.加上底物后，从Ser转移一个质子给His， 带正电荷的咪唑基通过带负电荷的Asp静电 相互作用被稳定
胰凝乳蛋白酶分子 中催化三联体构象
五、 酶活性的调节
（一）、别构调控
•概念：有些酶分子表面除了具有活性中心外，还存在被称
为调节位点（或变构位点）的调节物特异结合位点，调节物 结合到调节位点上引起酶的构象发生变化，导致酶的活性提 高或下降，这种现象称为别构效应（allosteric effect）,具有 上述特点的酶称别构酶（allosteric enzyme）。
第十章 酶的作用机制和酶的调节
一、活性部位和必需基团
酶分子中直接与底物结合，并和酶催化
作用直接有关的区域叫酶的活性中心（active center）或活性部位（active site），参与构成
酶的活性中心和维持酶的特定构象所必需的
基团为酶分子的必需基团。
1、活性部位：结合基团、催化基团 2、必需基团：结合基团、催化基团、 结构基团
羧肽酶（ribonuclease）
胰 凝 乳 蛋 白 酶 的 活 性 中 心
Ser
His 活性中心重要基团: His57 , Asp102 , Ser195
Asp
为Tyr 248 为Arg 145 为Glu 270 为底物
羧肽酶活性中心示意图
Байду номын сангаас
Zn
三、与酶的高效率有关的主要因素
1、 邻近与定向效应
2、 诱导契合与底物扭曲变形 3、 共价催化
4、 酸硷催化
5、微环境影响 实例: 胰凝乳蛋白酶 （ chymotrypsin）
酶分子中可作为亲核基团和酸硷催化的功能基团
Ser195
102Asp His57 A.酶分子中的电荷中继网
Ser195
His57
Asp102
Ser195
*
正效应剂、负效应剂
酶的别构（变构）效应示意图
效应剂
别 构 中 心
活性 中心
Asp转氨甲酰酶ATCase
Active relaxed form
Carbamoyl phosphate O H2N-C-O-PO32=
四级结构
Asp
Carbamoyl aspartate
+
COOCH2 HN-C-COOHH - - -
乳酸脱氢酶同工酶形成示意图
结构基因 a b
乳酸脱氢酶同 工酶电泳图谱
mRNA
–
多肽 亚基
点样线
M4 M3H M2H2
MH3
四聚体 H4
+
不同组织中LDH同工酶的电泳图谱
LDH1(H4) LDH2(H3M) LDH3(H2M2) LDH4(HM3) LDH5(M4) 心肌 肾 肝 骨骼肌 血清
+
-
非活化型 活化型
活化型 非活化型
六、酶的多种分子形式——同工酶
概念：存在于同一种属或不同种属，同一个体的不同 组织或同一组织、同一细胞，具有不同分子形式但却能催 化相同的化学反应的一组酶，称之为同工酶（isoenzyme） 实例：乳酸脱氢酶 研究意义：作为遗传的标志；作为临床诊断指标；研究 某些代谢调节机制
原点
P
磷酸化酶磷酸酯酶
4H2O 4Pi
+
糖原磷酸化酶
P
P
4ADP
4ATP
磷酸化酶a （有活性）
磷酸化酶b （无活性）
磷酸化： 可逆性共價修飾
Ser Thr Tyr (His)
OH
蛋白質
Kinase
P
蛋白质 构象改变
磷酸化
去磷酸化
Phosphatase
Glycogen phosphorylase b
Glycogen phosphorylase a
酶原的激活
在体内处于无活性状态的酶前身物（酶原， zymogen）在一定条件下被修饰转变成有活性的酶 的过程称酶原的激活。其实质是酶原被修饰时形成 了正确的分子构象和活性中心，由此可见酶分子的 特定结构和酶的活性中心的形成是酶分子具有催化 活性的基本保证。
（二）、共价调节（例：糖原磷酸化酶）
P
ATCase
ATP
COOO CH2 H2N-C- N-C-COOHH - - -
CCC
R R R R R R
Catalytic subunits Regulatory subunits Catalytic subunits
CTP
CTP
CTP
CTP
CTP
CTP
Feedback inhibition
=
CTP
CCC
Inactive tense form
核酸代謝
（1）、酶的结构 +
完整的酶分子 （活性形式） 催化亚基 （三聚体） 调节亚基 （二聚体）
（2）、 天冬氨 酸转氨 甲酰酶 动力学 曲线
（二）、酶原的激活
1、酶原---2、酶原激活的机理
3、举例：胰蛋白酶原激活的机理
胃蛋白酶原激活的机理 4、酶原激活的意义
102Asp Ser195 底物
His57
Asp102
His57
B.加上底物后，从Ser转移一个质子给His， 带正电荷的咪唑基通过带负电荷的Asp静电 相互作用被稳定
胰凝乳蛋白酶分子 中催化三联体构象
五、 酶活性的调节
（一）、别构调控
•概念：有些酶分子表面除了具有活性中心外，还存在被称
为调节位点（或变构位点）的调节物特异结合位点，调节物 结合到调节位点上引起酶的构象发生变化，导致酶的活性提 高或下降，这种现象称为别构效应（allosteric effect）,具有 上述特点的酶称别构酶（allosteric enzyme）。
第十章 酶的作用机制和酶的调节
一、活性部位和必需基团
酶分子中直接与底物结合，并和酶催化
作用直接有关的区域叫酶的活性中心（active center）或活性部位（active site），参与构成
酶的活性中心和维持酶的特定构象所必需的
基团为酶分子的必需基团。
1、活性部位：结合基团、催化基团 2、必需基团：结合基团、催化基团、 结构基团