磷酸酯酶的性质

跨膜ATP酶可以为细胞输入许多新陈代谢所需 的物质并输出毒物、代谢废物以及其他可能阻碍 细胞进程的物质。例如，钠钾ATP酶（又称为钠／ 钾离子ATP酶）能够调节细胞内钠／钾离子的浓度， 从而保持细胞的静息电位；氢钾ATP酶（又称为氢 ／钾离子ATP酶或胃质子泵）可以使胃内保持酸化 环境。
焦磷酸酶

碱性磷酸酯酶(AP)

碱性磷酸酯酶是一种核酸酶,因为它在pH为8 是的活性最大而得名，它只催化磷酸酯的水解 反应，而对磷酸二酯无催化作用。它的催化活 性很高，其中从Escherichia coli中提叏出来 的AP是目前収现的催化反应加速最快的酶之 一。
碱性磷酸酯酶是催化从单链戒双链DNA和RNA分 子中除去5′-磷酸残基,即脱磷酸作用: 1.磷酸盐在细胞内不能合成,当磷酸盐数量叐限的 时候,细胞必须通过磷酸酯酶的水解从核酸、磷酸化糖 和蛋白质中得到有机体所需的磷酸盐 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 3. AP处理后的DNA片段缺少连接酶所要求的5′ 磷酸末端,使得它们不能进行自连接,利用这个特性可以 降低克隆时载体DNA的背景。
AP催化机理

虽然不同的酶的结构有 差异，但起反应活性中 心都是一样的，含有一 对Zn(Ⅱ)离子和一个 Mg(Ⅱ)离子
两个锌离子分别与三个氨基酸残基配位并构成催化活性位点， 直接与底物末端磷酸根基团结合。 镁离子不直接参与催化作用，只起到稳定酶结构的作用。
磷酸二酯酶

磷酸二酯酶（PDEs）具有水解细胞内第二信使 （cAMP,环磷酸腺苷或cGMP,环磷酸鸟苷）的功能， 降解细胞内cAMP或cGMP，从而终结这些第二信 使所传导的生化作用。 cAMP和cGMP对于细胞活 动起着重要的调节作用。而其浓度的调节主要由 核苷酸环化酶的合成和磷酸二酯酶(PDEs)水解作 用之间的平衡决定断。 磷酸二酯酶包括催化水解核酸的一系列酶，如5′磷酸二酯酶、3′-磷酸二酯酶、核糖核酸酶(RNase)、 脱氧核糖核酸酶(DNase)等。
磷酸酯酶的性质
磷酸酯酶
定义

能水解有、机磷酸酯类化合物磷酸酯键的酶。 磷酸酯酶通常是指催化正磷酸酯化合物水解的
酶类总称，或者说是水解磷酸酯及多聚磷酸化合 物酶类的总称。有时也分别称为磷酸酯酶和多磷 酸酶。前者主要包括磷酸单酯酶类和磷酸二酯酶
Hale Waihona Puke Baidu
类。后者有三磷酸腺苷酶、焦磷酸酶、偏磷酸酶
等。
磷酸单酯酶
三磷酸腺苷酶
ATP酶，又称为三磷酸腺 苷酶，是一类能将三磷酸腺 苷（ATP）催化水解为二磷 酸腺苷（ADP）和磷酸根离 子的酶，这是一个释放能量 的反应。在大多数情况下， 能量可以通过传递而被用于 驱动另一个需要能量的化学 反应。

跨膜ATP酶需要ATP水解所 产生的能量，因为这些酶需要 做功：它们逆着热力学上更容 易发生的方向来进行物质运输， 换句话说，以膜为参照，它们 可以将物质从低浓度的一边运 送到高浓度的一边。这一过程 被称为主动运输。

焦磷酸酶是一种催化一分子 焦磷酸盐转化为两分子磷酸 盐离子的酶。 这是一个高放能的反应，因 此此反应可偶联到一些热力 学上不利的转化，以便驱动 这些转化进行到完全。此酶 的功能乃是在脂代谢（包括 脂合成与讲解）、钙吸收以 及骨形成和DNA合成中扮演 重要角色，其他生物化学转 化也是如此。
上图为从嗜热高温球菌中分离得 到的无机焦磷酸酶的结构


PDEs是一个多基因的大家族，它包括 11型共30余种具有不同底物专一性、 酶动力学特征、调控特点以及细胞与 亚细胞分布区域不同的磷酸二酯酶同 功酶 PDEs拥有相似的结构，均包含调 控和催化两个功能区域。 PDEs具有不同的底物专一性：PDEs 4、 7、8专一作用于cAMP，而PDEs 5、6、 9则选择性地作用于cGMP。PDE3以相 似的亲和力与cAMP和cGMP结合，但 相对较步地水解cGMP，因而在功能上 被视作对cAMP专一，cGMP通过与酶 作用部位的竞争性结合而起负调控因 子作用。PDEs 1和．2既能水解cAM[ ， 又能水解cGMP，但PDE1因其亚型不 同，对两种底物绽挥不同的水解效能。 PDEs的氨基端调控区域具有高度异源 性，反映PDE家族成员的不同的辅助 因子。

磷酸单酯酶：仅能催化酯化一次的磷酸基，即 把磷酸单酯化合物中磷酸单酯键切断而使磷酸 基游离。根据它们对所作用的底物的专一程度， 可把它们分为特异性和非特异性两种。 磷酸单酯酶有专一性较低的酸性磷酸酯酶和碱 性磷酸酯酶。
酸性磷酸酯酶

酸性磷酸酯酶(acid phosphatase ACP)是指一组 非特异性磷酸酯酶，在酸性条件下能水解各种 磷酸脂。ACP分布广泛，它能够催化磷酸单酯 键的水解并释放无机磷酸，是生物磷代谢的重 要酶类，ACP活性的高低与人和动物的病理状 态密切相关。酸性磷酸酶是溶酶体的标志酶。 溶酶体作为细胞内起消化功能的细胞器，含有 大量酸性水解酶，在细胞内外物质代谢过程中 起着十分重要的作用。