第四章酶的结构和功能 41酶的活性中心 41.1酶的活性中心和必需基团的概念 在酶蛋白中,只有少数特异的氨基酸残基与催化活性直接相关。这些特异的氨基酸残基可 以在肽链的一级结构上相距较远,但通过肽链的折叠、盘旋,使它们在空间上接近,形成活性中 心(或称活性部位)。组成活性中心的氨基酸残基有些执行结合底物的任务,有些执行催化反应 的任务。我们把组成活性中心的氨基酸残基的侧链基团及一些维持整个酶分子构象所必需的侧链 基团称为必需基团 1960年, Koshland将酶分子中 的氨基酸残基或其侧链基团分成4 R163 类:接触残基(直接与底物接触 参与结合或催化的残基;右图中的 Rl、R2、R6、R8、R9、R163、R164、甚酸残基在空间上接近构成活性中心 残基分类 R165),辅助残基(对接触残基的功 能起辅助作用的残基,也位于活性中心:右图中的R4),结构残基(维持构象的残基,此为活性 中心以外的必需基团;右图中的R10、R162、R169),非贡献残基(或称非必需残基,非必需只 是对酶发挥活性而言,它们可能有其他作用,如识别自身物质、运输、防止降解等:右图中的 41.2酶活性中心的拓扑学 酶的活性中心可以设想为一个口袋或是一条沟槽,形状与底物相近。不同的酶的口袋适合不 同的底物。口袋中有相应的结合残基与底物上的某些基团结合,发生反应的底物上的键与催化基 团靠近。亲水基团与亲水残基亲合,疏水基团与疏水残基亲合,带电荷的基团与带相反电荷的残 基亲合 例如羧肽酶A催化多肽链上羧基端氨基酸的水解。当末端氨基酸是含有较大疏水基团的氨 基酸时(苯丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸),反应速度很快。但是当有这些较大疏水基团 的氨基酸残基进入亚位点3~6时,就会减低酶对这些底物的亲和力。说明羧肽酶A对底物的识1 第四章 酶的结构和功能 4.1 酶的活性中心 4.1.1 酶的活性中心和必需基团的概念 在酶蛋白中，只有少数特异的氨基酸残基与催化活性直接相关。这些特异的氨基酸残基可 以在肽链的一级结构上相距较远，但通过肽链的折叠、盘旋，使它们在空间上接近，形成活性中 心（或称活性部位）。组成活性中心的氨基酸残基有些执行结合底物的任务，有些执行催化反应 的任务。我们把组成活性中心的氨基酸残基的侧链基团及一些维持整个酶分子构象所必需的侧链 基团称为必需基团。 1960 年，Koshland 将酶分子中 的氨基酸残基或其侧链基团分成 4 类：接触残基（直接与底物接触， 参与结合或催化的残基；右图中的 R1、R2、R6、R8、R9、R163、R164、 R165），辅助残基（对接触残基的功 能起辅助作用的残基，也位于活性中心；右图中的 R4），结构残基（维持构象的残基，此为活性 中心以外的必需基团；右图中的 R10、R162、R169），非贡献残基（或称非必需残基，非必需只 是对酶发挥活性而言，它们可能有其他作用，如识别自身物质、运输、防止降解等；右图中的 R3、R5、R7）。 4.1.2 酶活性中心的拓扑学 酶的活性中心可以设想为一个口袋或是一条沟槽，形状与底物相近。不同的酶的口袋适合不 同的底物。口袋中有相应的结合残基与底物上的某些基团结合，发生反应的底物上的键与催化基 团靠近。亲水基团与亲水残基亲合，疏水基团与疏水残基亲合，带电荷的基团与带相反电荷的残 基亲合。 例如羧肽酶 A 催化多肽链上羧基端氨基酸的水解。当末端氨基酸是含有较大疏水基团的氨 基酸时（苯丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸），反应速度很快。但是当有这些较大疏水基团 的氨基酸残基进入亚位点 3～6 时，就会减低酶对这些底物的亲和力。说明羧肽酶 A 对底物的识