2 酶的分类组成及

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– 每种酶用圆点隔开的数字编号,编号前冠以EC(Enzyme Commission)缩写符号。
– 编号中的第一个数字表示该酶属于上述六个大类中的哪一 个大类。
– 第二个数字表示在类以下的大组(亚类),第三个数字表 示大组下面的小组(亚亚类)。
– 第四个数字定义到具体的某一种酶。
2.1 酶的分类和命名
S 乙酰二氢硫辛酸 CoA 乙酰CoA 二氢硫辛酸
二氢硫辛酸 NAD 硫辛酸 NADH H
2.4 酶的其它习惯归类命名法
思考?
• 下列酶属于哪个大类?其标码的第二、三 个数字应如何确定?
1)葡萄糖磷酸化酶; 2)DNA聚合酶; 3)DNA链接酶; 4)糖元合成酶。
The End Thanks for Your Attention!
CH3CHCOOH NAD+ OH
CH3CCOOH NADH H+ O
2.1 酶的分类和命名
• 例2:D氨基酸:O2氧化还原酶(EC1.4.3.3) (俗名D-氨基酸氧化酶)
RCHCOO H 2O O2 RCOO NH 4 H 2O2
NH2
O
2.1 酶的分类和命名
• 2) 转移酶类。转移酶类催化集团的转移,但氢或 电子的转移除外(氧化还原酶类)。
2.1 酶的分类和命名
• 从一条多肽链衍生的蛋白质 • 单亚基聚合形成的各种多聚体 • 不同构象的蛋白质
2.1 酶的分类和命名
2.1 酶的分类和命名
2.1 酶的分类和命名
2)多功能酶
– 同一种酶能催化数种不同的生化反应
»大肠杆菌的色氨酸合成酶 »由两种不同的亚基构成的四聚体22
2.1 酶的分类和命名
氨基酸的比值为0.6
2.2 酶的组成及结构特征
• 氨基酸的排列顺序与酶催化活性的关系
– 功能相同的酶其活性中心的氨基酸序列都 具有高度的保守性
– 一些鸟类的卵清溶菌酶活性中心的关键氨 基酸为35位谷氨酸、52位天冬氨酸、62位 色氨酸、101位天冬氨酸
2.2 酶的组成及结构特征
• 酶分子主肽链的结构特征和二硫键
– 全-蛋白
»细胞色素C
– 全-蛋白
»-胰凝乳蛋白酶
– +蛋白
»溶菌酶、核糖核酸酶、嗜热菌蛋白酶等
– /蛋白
»一些激酶、脱氢酶等
2.2 酶的组成及结构特征
• 结构域(超二级结构)
– 酶蛋白中,由肽链上临近部分的二级结构单 元紧密折叠而成的局部性单位称为结构域
– 酶分子中最常见的结构域是聚集,一般 含100-200个氨基酸残基
• 醇:NAD氧化还原酶(alcohol: NAD oxidoreductase)
• 醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase)
• ATP:D-己糖 6-磷酸转移酶(ATP:D-hexose 6phosphotransferase)
• 己糖激酶(hexosekinase)
醇 NAD 醛(或酮) NADH H
吲哚 3 甘油醛磷酸 L 丝氨酸 L 色氨酸 甘油醛 3 磷酸
吲哚 3 甘油醛磷酸 吲哚 甘油醛 3 磷酸 吲哚 L 丝氨酸 L 色氨酸
2.1 酶的分类和命名
• 3)多酶复合物体系(multienzyme complex or multienzyme system)
2.2 酶的组成及结构特征
溶菌酶和弹性蛋白酶的三级结构
2.2 酶的组成及结构特征
2.2 酶的组成及结构特征
1
C-C
2
C-O
3
C-N
4
C-S
分解的键
2.1 酶的分类和命名
第三个数字 1 2 3
移去的基团 羧基 醛基 酮酸基
2.1 酶的分类和命名
• 解(合)酶举例:L-组氨酸羧基解酶(EC4.1.1.22) (俗名组氨酸脱羧酶)催化
C3N2H3CH2CHNH3 C3N2H3CH2CHNH3 CO2
COO-
RH R' (O2 ) R R' H (H 2O)
RG R' R R'G
2.1 酶的分类和命名
• 水解酶类(hydrolases) • 解(合)酶类(lyases)(教材称裂解酶)
RR'H 2O RH R'OH
RR' R R'
2.1 酶的分类和命名
• 异构酶类(isomerases) • 合成酶类(synthetases)(书上称链接酶)
– 结构域之间通常由较为松散的链段(random coil)连接,因此结构域之间有一定程度的活 动余地
2.2 酶的组成及结构特征
2.2 酶的组成及结构特征
– 酶蛋白的三级结构特征
• 三级结构指蛋白质肽链中所有肽键和残基(包括侧链 的空间相对位置)
• 球状外貌 • 酶蛋白三级结构构建的一般规律
– 一般由-折叠在酶分子的中心组成结构骨架 – -螺旋围绕在-结构骨架的中心或两侧 – 核心为疏水区域,外表面为亲水侧链占据
• 水解酶举例:正磷酸单磷酸水解酶(EC3.1.3.1)(俗 名碱性磷酸酶)催化:
O
O
R O P O H2O R OH HO P O
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O-
O-
2.1 酶的分类和命名
• 4) 裂解酶类(解合酶类)。这类酶催化键的分解。
第二个数字表示分解的键的类型,第三个数字表 示离去基团的类型。
第二个数字
第二个数字 1 2 3 4 7
转移的基团 含一个碳原子的基团 醛基或酮基 酰基 糖基 含磷基团
2.1 酶的分类和命名
• 第三个数字进一步将转移基团分类,如:
EC2.1.1 EC2.1.2 EC2.1.3 EC2.4.1 EC2.4.4
转移甲基的酶类 转移羟甲基的酶类 转移羟基或胺甲酰基的酶类 转移几糖基的酶类 转移戊糖基的酶类
– 组成酶蛋白的肽链不含分枝 – 在同一肽链的不同位点之间,或在不同肽链
之间,通过半胱氨酸的巯基形成二硫键,使 蛋白质分子形成稳定的球状结构 – 通过肽链的不同位点与辅基形成共价或配位 结合,从而使酶分子子的结构更加稳定 – 酶分子中二硫键的数目与位置通常由其一级 结构决定 – 胞内酶和胞外酶半胱氨酸存在状态的差别
• 3) 水解酶类。水解酶类催化水解反应,按水解键的 类型再分大组。
第二个数字 1 2 4 5
水解的键 酯键 糖苷键 肽键 肽键以外的C-N键
2.1 酶的分类和命名
EC3.1.1 EC3.1.2 EC3.1.3 EC3.1.4
水解羧酸酯 水解硫代酯 水解磷酸单酯 水解磷酸二酯
2.1 酶的分类和命名
• 1)氧化还原酶类
第二个数字 1
氢或电子供体(书上错为受 体?)

2
醛或酮
3
-CHCH-
4
伯胺
5
仲胺
6
NADH或NADPH
2.1 酶的分类和命名
第三个数字
氢或电子受体
1
NAD+或NADP+
2
Fe3+(如细胞色素)
3
O2
99
其它未分类的受体
2.1 酶的分类和命名
• 例1:L-乳酸:NAD+氧化还原酶(EC1.1.1.27) (俗名乳酸脱氢酶)
2.2 酶的组成及结构特征
• 教学目标
– 掌握酶的结构特征 – 掌握酶的催化特征 – 了解酶的辅助因子
2.2 酶的组成及结构特征
• 2.2.1 酶蛋白的结构特征
– 酶蛋白的一级结构特征
• 一级结构指蛋白质肽链的氨基酸排列顺序。 • 氨基酸组成与酶功能的关系
– 猪胃蛋白酶中酸性氨基酸与碱性氨基酸的比例(43:4) – 金黄色葡萄球菌中异戊间二烯醇激酶中极性氨基酸与非极性
– 由多个催化相关联或无关的反应的酶分子 以共价键或次级键的形式形成的复合物
• 多酶蛋白(multienzyme protein) • 多酶多肽(multienzyme polypeptide)
2.1 酶的分类和命名
– 丙酮酸脱氢酶
丙酮酸 CoA NAD 乙酰CoA CO2 NADH 丙酮酸 硫辛酸 S 乙酰二氢硫辛酸 CO2
L 丙氨酸 D 丙氨酸
2.1 酶的分类和命名
• 6)合成酶类。催化新键的产生,需要ATP 或其它核苷三磷酸的参与(新键的产生需 要能量)。第二个数字表示合成的键,第 三个数字对合成的键进一步细分。
2.1 酶的分类和命名
第二个数字
1:C-O,合成碳氧键; 2:C-S,合成碳硫键; 3:C-N,合成碳氮键; 4:C-C,合成碳碳键。
O-
NH2
2.1 酶的分类和命名
• 2.1.3 对分类命名法的补充 – 1)同工酶
• 在同一生物体中催化相同反应,但结构、物理化学性质 不同的一系列酶的总称。
• 同工酶命名的问题。很多蛋白用一个标码。
– 同工酶形成的原因
• 不同基因编码的蛋白质 • 两条或多条肽链以非共价的方式形成的杂聚体 • 等位基因突变的蛋白质
2.2 酶的组成及结构特征
2.2 酶的组成及结构特征
• 酶的分子量分布
– 酶单体或亚基的分子量
»一般在30KD-60KD之间(60%) »少数分子量在100KD以上(6%) »已知的最小分子量为8KD
– 寡聚酶或多酶复合物的分子量
»牛肝谷氨酸脱氢酶可达2103KD
2.2 酶的组成及结构特征
– 酶蛋白的二级结构特征
2.1 酶的分类和命名
• 转移含磷基团的酶,第三个数字表示相应受体:
EC2.7.1 EC2.7.2 EC2.7.3
以醇基为受体的酶类 以羟基为受体的酶类 以含氮基为受体的酶类
2.1 酶的分类和命名
• 转移酶例1:甲基丙二酰-CoA:丙酮酸羧基转移酶 (EC2.1.3.1)(俗名甲基丙二酰-CoA羧基转移酶)
2.1 酶的分类和命名
第三个数字
EC6.3.1:羧酸-氨合成酶类; EC6.3.2:羧酸-氨基酸合成酶类(合成肽键)。
2.1 酶的分类和命名
• 合成酶举例:L-谷氨酸:氨合成酶(EC6.3.1.2) (俗名谷氨酰胺合成酶)催化:
O
O
CCH 2CH2CHCOO ATP NH2 CCH 2CH2CHCOO ADP Pi
R R'
R R' ATP RR' ADP( AMP) Pi (PPi )
2.1 酶的分类和命名
– 2)对每一种酶同时采用系统命名和习惯命名
• 系统命名
– 底物+反应类型+酶 – 所有底物的名称要写全
• 习惯命名
– 底物+反应类型+酶(习惯命名中的反应类型有偏差) – 底物的名称不用写全
2.1 酶的分类和命名
2.1 酶的分类和命名
• 5) 异构酶类。催化异构反应。第二个数字:异构 反应的类型;第三个数字:底物。
第二个数字
1:消旋和差向异构 2:顺反异构 3:分子内氧化还原 4:分子内的转移
2.1 酶的分类和命名
第三个数字 1:氨基酸 2:羟基羧酸 3:糖类
2.1 酶的分类和命名
• 异构酶举例:丙氨酸消旋酶(EC5.1.1.1)催化:
ATP D 己糖 D 己糖 6 磷酸 ADP
2.1 酶的分类和命名
– 3)用四个数字(标码)标记每一种酶,前 面冠以EC,表示用EC分类系统分类
• 醇脱氢酶为EC 1.1.1.1 • 己糖激酶为EC 2.7.1.1
2.1 酶的分类和命名
• 2.1.2 酶学委员会的分类系统(4数字标码系统)
2.1 酶的分类和命名
• 教学目标
– 掌握酶的分类命名原则 – 了解酶的标码各个数字的含义 – 了解现有分类命名系统的不足和补充
2.1 酶的分类和命名
• 2.1.1 酶的分类命名原则:国际生化联合会 酶委员会推荐的命名系统 – 1)根据酶的催化作用类型,将已知酶分 为六大类
• 氧化还原酶类 (oxidoreductases) • 转移酶类 (transferases)
2 酶的分类组成及结构特征
Classification, components and structural characters of the enzymes
2 酶的分类组成及结构特征
• 内容
– 2.1 酶的分类和命名 – 2.2 酶的组成及结构特征 – 2.3 酶作为催化剂的特点 – 2.4 酶的辅(助)因子
• 二级结构指肽链中局部肽段的构象。 • 二级结构单元
– -螺旋 (helix) – -折叠 (pleated sheet) – -转角 (turn) – 无规卷曲 (random coil)
2.2 酶的组成及结构特征
2.2 酶的组成及结构特征
2.2 酶的组成及结构特征
• 二级结构单元在酶蛋白分子中的分布
CH3CHCOSCoA CH3CCOO CH3CH2COSCoA CH2COCOO
COO-
O
COO-
2.1 酶的分类和命名
• 转移酶例2:ATP:D-己糖-6-磷酸转移酶 (EC2.7.1.1)(俗名己糖激酶)催化:
D 己糖 ATP D 几糖 6 磷酸 ADP
2.1 酶的分类和命名
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