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酶的作用机制:优越环境促进结合和构象变化

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:活性部位通常在酶的表面空隙或裂缝处,形成促进底物结合的优越的非极性环境。在活性部位,底物被多重的、弱的作用力结合,在某些情况下被可逆的共价键结合。此外,酶可以使底物变形,迫使其构象近似于它的过渡态。不同的酶表现出两种不同的模型特征,某些是互补性的,某些是构象变化。

酶的作用机制:优越环境促进结合和构象变化

酶一般是通过其活性中心,通常是其氨基酸侧链基团,先与底物形成一个中间复合物,随后再分解成产物,并放出酶。酶的活性部位通常是整个酶分子中相当小的一部分,它是由在线性多肽链中可能相隔很远的氨基酸残基形成的三维实体,是它结合底物和将底物转化为产物的区域,又可分为结合部位和催化部位,前者决定酶催化作用的专一性,后者决定酶的催化活力和专一性。活性部位通常在酶的表面空隙或裂缝处,形成促进底物结合的优越的非极性环境。在活性部位,底物被多重的、弱的作用力结合(静电相互作用、氢键、范德瓦尔斯力、疏水相互作用),在某些情况下被可逆的共价键结合。酶结合底物分子,形成酶—底物复合物。酶活性部位的活性残基与底物分子结合,首先将它转变为过渡态,然后生成产物,释放到溶液中。这时游离的酶与另一分子底物结合,开始它的又一次循环。

已经提出有两种模型解释酶如何结合它的底物。锁钥模型中底物的形状和酶的活性部位被认为彼此相适合,像钥匙插入锁中,两种形状被认为是刚性的和固定的,当正确组合在一起时,正好互相补充。诱导契合模型认为底物的结合在酶的活性部位诱导出构象变化。此外,酶可以使底物变形,迫使其构象近似于它的过渡态。例如,葡萄糖与己糖激酶的结合,当葡萄糖刚刚与酶结合后,即诱导酶的结构产生一种构象变化,使活性部位与底物葡萄糖形成互补关系。不同的酶表现出两种不同的模型特征,某些是互补性的,某些是构象变化。两种模型如图2-12所示。(www.xing528.com)

图2-12 底物与酶的结合模型

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