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酶的结构与功能

时间:2022-03-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:酶的一级结构是酶发挥催化功能的结构基础。胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶的活性中心均含有Ser和His残基,而木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶的活性中心则含有Cys和His残基。酶的催化活性除了依赖于酶的一级结构,也与它的正确的空间构象密切相关。如上述三种蛋白酶的活性中心Ser残基附近都有一个空间结构上的“口袋”状结构。胰凝乳蛋白酶的口袋较宽,并由非极性氨基酸残基构成,故可容纳大侧链疏水的芳香族氨基酸,使其羧基端肽键被水解。

酶的一级结构是酶发挥催化功能的结构基础。酶的一级结构改变可能使其催化功能发生一定的改变。有相同催化功能的同一类酶,其活性中心的一些氨基酸序列有极大的同源性。如胰蛋白酶、凝乳淀粉酶、弹性蛋白酶均属于胰蛋白酶家族,这三种酶活性中心的氨基酸残基有25%的同源性,甚至二硫键的位置亦相同。胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶的活性中心均含有Ser和His残基,而木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶的活性中心则含有Cys和His残基。

酶的催化活性除了依赖于酶的一级结构,也与它的正确的空间构象密切相关。如上述三种蛋白酶的活性中心Ser残基附近都有一个空间结构上的“口袋”状结构。胰蛋白酶的口袋较深,底部含带负电的Asp189,可容纳底物的带正电的长侧链Arg或Lys,使Arg或Lys的羧基端肽键被水解。胰凝乳蛋白酶的口袋较宽,并由非极性氨基酸残基构成,故可容纳大侧链疏水的芳香族氨基酸,使其羧基端肽键被水解。弹性蛋白酶的袋口两侧均为Val,对大或长侧链残基的进入有阻碍作用,故该酶易水解小侧链的非极性氨基酸的羧基端肽键(图4-3)。一些酶具有四级结构,即酶由数个相同或不同亚基构成。四级结构完整时,酶的催化功能才可正常发挥。因此酶的特异的空间结构是酶催化功能的基础。

图4-3 胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和弹性蛋白酶活性中心底物结合口袋

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