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  Jlg刘浩 2017-02-23 00:00:00

  看一下那个酶的Z合适的温度是多少度，然后加热给它到那个温度，了解一下那个酶是在酸性下反应好还是碱性下反应好。

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  chgfhh57546 2017-02-23 00:00:00

  温度，溶液酸碱性：将温度控制在酶活性Z强的范围内，根据不同种类酶控制溶液PH值，使酶具有催化效率高的因素有以下几个方面。 （一）邻近与定向效应 是指酶受底物诱导发生构象变化，使底物与酶的活性ZX楔合，对于双分子反应来说，两个底物能集中在酶活性ZX，彼此靠近并有一定的取向。这样就大大提高了活性部位上底物的有效浓度，使一个分子间的反应变成了一个近似于分子内的反应，从而增加了反应速度。 （二）底物分子敏感键扭曲变形 酶活性ZX的结构有一种可适应性，当专一性底物与活性ZX结合时，可以诱导酶分子构象的变化，使反应所需要的酶中的催化基团与结合基团正确的排列和定位，使催化基团能够合适地处在被作用的键的地方，这也就是前面提到过的“诱导契合”学说。与此同时，变化的酶分子又使底物分子的敏感键产生“张力”，甚至“变形”，从而促进酶-底物络合物进入过渡态，降低了反应活化能，加速了酶促反应。实际上这是酶与底 物诱导契合的动态过程。酶活性ZX的某些基团，在底物的分步反应中，经常表现为酸碱催化与共价催化的作用。 （三）酸碱催化 酸碱催化有狭义的和广义的。Z初，化学家们认为：酸是H+离子，碱是OH -离子。狭义的酸碱催化就是H+离子或OH -离子对化学反应速度表现出的催化作用。酸碱催化在有机化学反应中是比较普遍的现象。如在酸碱的作用下，蛋白质可能水解为氨基酸，脂肪可以水解为甘油和脂肪酸。由于细胞内的环境接近中性，H+与OH -离子的浓度都很低，因此，在生物体内进行的酶促反应，H+与OH -离子的直接作用相当微弱。随着科学的发展，概念的深化，后来把酸定义为质子的供体，碱定义为质子的受体。现在所说的酸碱催化作用，则是指组成酶活性ZX的极性基团，在底物的变化中起质子的供体或受体的作用，这就是广义的酸碱催化。发生在细胞内的许多类型的有机反应都是广义的酸碱催化。例如，羰基的水化、羧酸酯或磷酸酯的水解、各种分子的重排以及许多取代反应都属此种类型。酶活性ZX处可以提供质子或接受质子而起广义酸碱催化作用的功能基团有：谷氨酸、天冬氨酸侧链上的羧基，丝氨酸、酪氨酸中的羟基，半胱氨酸中的巯基，赖氨酸侧链上的氨基，精氨酸中的胍基和组氨酸中的咪唑基。其中组氨酸的咪唑基值得特别注意，因为它既是一个很强的亲核基团，又是一个有效的广义酸碱功能基团。 影响酸碱催化反应速度的因素有两个，diyi个是酸碱的强度，在这些功能基团中，组氨酸的咪唑基的解离情况pK值为6.0，在生理pH条件下，既可以作质子的供体又可作质子的受体。因此，咪唑基是催化中Z有效Z活泼的一个催化功能基团；第二个是这些功能基团供出质子或接受质子的速度，其中的咪唑基的情况特别突出，它供出或接受质子的速度十分迅速，其半衰期小于10-10秒。而且，供出或接受质子的速度几乎相等。由于咪唑基有如此的优点，所以虽然组氨酸在大多数蛋白质中含量很少，却很重要，在许多酶的活性ZX处都含有组氨酸。推测很可能在生物进化过程中，它不是作为一般的结构蛋白成分，而是被选择作为酶分子中的催化结构而存在下来的。具有酸碱催化特征的酶促反应，酶与底物结合成的中间产物是离子型络合物。 （四）共价催化 还有一些酶以另一种方式来提高催化反应的速度，即共价催化。它是指酶活性ZX处的极性基团，在催化底物发生反应的过程中，首先以共价键与底物结合，生成一个活性很高的共价型的中间产物，此中间产物很容易向着Z终产物的方向变化，故反应所需的活化能大大降低，反应速度明显加快。根据活性ZX处极性基团对底物进攻的方式不同，共价催化可分为亲电催化与亲核催化两种。较常见的是活性ZX处的亲核基团对底物的亲核进攻。亲核基团含有未成键的电子对，在酶促反应中，它向底物上缺少电子的正碳原子进攻。因亲核基团对底物亲核进攻而进行的催化作用，称为亲核催化。活性ZX处的亲核基团有：丝氨酸的羟基、半胱氨酸的巯基、组氨酸的咪唑基等。此外，辅酶中还含有另一些亲核ZX。以硫胺素为辅酶的一些酶如丙酮酸脱羧酶、含辅酶A的一些脂肪降解酶、含巯基的木瓜蛋白酶、以丝氨酸为催化基团的蛋白水解酶等，都有亲核催化的机制。同理，亲电催化则是亲电基团对底物亲电进攻而引起的催化作用。常见的亲电基团有NH3+、Mg2+、Mn2+、Fe2+等。 （五）活性ZX低介电微环境 酶分子中的疏水侧链一般在分子内部组成疏水的非极性区，而表面则为亲水基团组成的亲水极性区。这就是说在酶分子上存在不同的微环境。 酶的活性ZX凹穴内相对地说是非极性的，而在疏水的非极性区介电常数低，因此，酶的催化基团被低介电环境所包围，在某些情况下排除高极性的水分子。这样，底物分子敏感键和酶的催化基团之间就会有很大的反应力，有助于加速酶的反应。酶活性ZX的这种性质也是使某些酶催化总速度增长的一个原因。 上面介绍了使酶具有高催化效率的几个因素。实际上，它们并不是在所有的酶中同时起作用，更可能的情况是对不同的酶起主要作用的因素不完全相同，各自都有其特点，可以分别受一种或几种因素的影响，也就是说各种酶的作用机理是不尽相同的。目前研究较为深入的有胰凝乳蛋白酶、溶菌酶、羧肽酶A等。在此，我们以胰凝乳蛋白酶（chymotrypsin）为例，较详细地介绍这方面的研究结果，以便具体地了解酶的作用机理。 胰凝乳蛋白酶是胰脏中合成的一种蛋白水解酶。在胰脏中它以酶原的形式合成，是由245个氨基酸残基组成的单一多肽链，通过5个二硫键交联起来的。酶原是酶的无活性的前体。胰凝乳蛋白酶原与其它酶原，包括胰蛋白酶原、羧肽酶原、弹性蛋白酶原，一起储存在胰脏的脂类-蛋白质膜上。当需要消化时，它们即分泌到十二指肠的管中，在那里被激活而成为有活性的蛋白酶。 胰凝乳蛋白酶的活性ZX由Asp102、His57及Ser195组成的。其中Ser195是酶活性ZX的底物结合部位，His57是活性ZX内的催化部位。Asp102、His57、Ser195三者构成一个氢键体系。大部分情况下，Asp102以离子化形式-COO-存在，Ser195以非离子化形式-CH2OH存在。由于His57的咪唑基的特殊性，既是一个很强的亲核基团，又是一个有效的广义酸碱功能基团，从而成为Asp102羧基及Ser195羟基间的桥梁。Ser195由于His57及Asp102的影响而成为很强的亲核基团，易于供给电子，如同接力赛跑那样，Asp102从Ser195吸引的一个质子是质子先从Ser195传递到His57上，再由His57传递给Asp102。 我们把胰凝乳蛋白酶活性ZX处Asp102与His57之间以及His57与Ser195之间形成氢键而建立起的一个平衡体系称为电荷转接系统，又称电荷中继网（charge relay network）。 胰凝乳蛋白酶在动物小肠中催化蛋白质的水解，它具有基团专一性，水解芳香族氨基酸，如苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸的羧基端形成的肽键。此酶催化的底物是含酰胺键的多肽和H2O，产物为胺和酸。催化的全过程分为两大阶段。 diyi阶段——水解反应的酰化阶段，产生diyi个产物胺。 肽键水解是从Ser195的氧原子对底物敏感肽键的羰基碳原子进行亲核攻击开始的，结果形成了一个不稳定的四联体，相当于中间产物ES，，它包括Ser195的羟基、底物的酰基部分、底物的氨基部分及His57的咪唑基，通过电荷转接系统很容易地发生了反应。酶-底物的过渡态很快分解，敏感肽键C-N断裂，产生diyi个产物胺及酰基-酶中间产物，底物中的酸成分与Ser195羟基相连接。 第二阶段——水解反应的脱酰阶段。胺从底物中释放出来，形成酰化胰凝乳蛋白酶，即酶-底物中间复合物。接着水分子进入活性ZX，电荷转接系统从水中吸收一个质子，结果OH -立即亲核攻击已连在Ser195上的底物的酰基碳原子，也形成一个短暂的四联体。然后，Ser195的C-O键裂解产生第二个产物酸，这时酶又恢复自由状态，再去进行下一轮催化。除胰凝乳蛋白酶外，在催化中具有“天冬氨酸、组氨酸、丝氨酸”电荷转接系统的酶还有胰蛋白酶、弹性蛋白酶及枯草杆菌蛋白酶等，它们可能有类似的催化机理。在上述胰凝乳蛋白酶的催化反应中，组氨酸咪唑基起着广义酸碱催化剂的作用，先促进Ser195的羟基亲核地附着到底物敏感肽键中的羰基碳原子上，形成共价的酰化中间物，再促进酰化的ES中间物上的酰基转移到水（或其它的酰基受体如醇、氨基酸等）上。通过这个电荷转接系统，进行酸碱催化及形成共价中间产物，催化速度增加约为非酶催化水解反应的103倍。

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