丝氨酸是三残基（包括天冬氨酸和组氦酸)构成的活性中心的一部分 1967年David Blow解析了胰凝乳蛋白酶的三维结构。初看上去，胰凝乳蛋白酶是球状， 由二硫键连接在一起的三条多肽链构成。合成的时候是一条多肽链，称为胰凝乳蛋白酶原。 酶原活化是蛋白酶裂解这个蛋白酶原，生成三条多肽链。酶促活性位点有Sr195,位于酶 表面的裂缝中（图9.6)。活性位点的结构说明Sr195特别活泼（图9.7)。Sr195的侧链与 Hs57的咪唑环形成氢键。咪唑环的NH又与Asp102形成氢键。活性位点氨基酸残基这样 的排布称为催化三体。这种排布如何使SrI95特别活泼？组氨酸残基定位Ser残基侧链， 极化Sr侧链的羟基（去质子)。底物存在时，His57侧链接受Ser195侧链羟基的质子，因 此His57是碱催化剂。Sr195丢失氢离子，产生烷基氧离子。烷基氧离子的亲核性比羟基 大得多。Asp102协助His57定位，通过氢键和静电相互作用使His57更能接受Sr195的 质子。 Serine 195 Disulfide bonds m2 图96胰兼乳蛋白酶催化活性位点的位置。胰凝乳蛋白酶有三条多肽链，分别用橘色、蓝 色、和绿色骨架表示。活性中心的三个氨基酸残基用球棒模型表示。注意这些侧链，包括 Sr195,其排列位置处于蛋白分子上半部分。整个分子的不同位置还有两个链内二硫键和两 个链间二硫键。 Alkoxide Asp 102 His 57 5er195 ion 0 ae9e 2007W.H.Freeman and 图9.7催化三联体。左边是催化三联体，能够将Sr195转化成强亲核试剂（右边）。 这些观察提示胰凝乳蛋白酶的一种肽水解的机制（图9.8）。第一步底物与酶结合。然后 酶分子的Sr195的氧原子亲核攻击目标肽键的羰基碳原子（第2步），产生四个原子与羰 基碳原子结合（从平面结构转化成四面体结构）。羰基碳原子的四面体结构不稳定（因为羰 基原来的氧原子带有负电荷)，但是氧负离子与酶蛋白的氧负离子洞的NH基团（图99）相 互作用稳定，从而稳定羰基碳原子四面体（转化态）。第三步，四面体崩溃产生酰化酶。这 一步的促进因素是Hs57的正电荷侧链给要断裂肽键的氨基提供质子。第四步，断裂肽键的 氨基成分离开酶，完成水解反应的第一阶段反应（酶的酰化）。 第二阶段是酶的脱酰反应。水分子占据先前底物氨基成分所在的位置（第5步）。酰化丝氨酸是三残基（包括天冬氨酸和组氨酸）构成的活性中心的一部分 1967 年 David Blow 解析了胰凝乳蛋白酶的三维结构。初看上去，胰凝乳蛋白酶是球状， 由二硫键连接在一起的三条多肽链构成。合成的时候是一条多肽链，称为胰凝乳蛋白酶原。 酶原活化是蛋白酶裂解这个蛋白酶原，生成三条多肽链。酶促活性位点有 Ser 195，位于酶 表面的裂缝中（图 9.6）。活性位点的结构说明 Ser 195 特别活泼（图 9.7）。Ser 195 的侧链与 His 57 的咪唑环形成氢键。咪唑环的 NH 又与 Asp 102 形成氢键。活性位点氨基酸残基这样 的排布称为催化三体。这种排布如何使 Ser 195 特别活泼？组氨酸残基定位 Ser 残基侧链， 极化 Ser 侧链的羟基（去质子）。底物存在时，His 57 侧链接受 Ser 195 侧链羟基的质子，因 此 His 57 是碱催化剂。Ser 195 丢失氢离子，产生烷基氧离子。烷基氧离子的亲核性比羟基 大得多。Asp 102 协助 His57 定位，通过氢键和静电相互作用使 His 57 更能接受 Ser 195 的 质子。 图 9.6 胰凝乳蛋白酶催化活性位点的位置。胰凝乳蛋白酶有三条多肽链，分别用橘色、蓝 色、和绿色骨架表示。活性中心的三个氨基酸残基用球棒模型表示。注意这些侧链，包括 Ser 195, 其排列位置处于蛋白分子上半部分。整个分子的不同位置还有两个链内二硫键和两 个链间二硫键。 图 9.7 催化三联体。左边是催化三联体，能够将 Ser 195 转化成强亲核试剂（右边）。 这些观察提示胰凝乳蛋白酶的一种肽水解的机制（图 9.8）。第一步底物与酶结合。然后 酶分子的 Ser 195 的氧原子亲核攻击目标肽键的羰基碳原子（第 2 步），产生四个原子与羰 基碳原子结合（从平面结构转化成四面体结构）。羰基碳原子的四面体结构不稳定（因为羰 基原来的氧原子带有负电荷），但是氧负离子与酶蛋白的氧负离子洞的 NH 基团（图 9.9）相 互作用稳定，从而稳定羰基碳原子四面体（转化态）。第三步，四面体崩溃产生酰化酶。这 一步的促进因素是 His57 的正电荷侧链给要断裂肽键的氨基提供质子。第四步，断裂肽键的 氨基成分离开酶，完成水解反应的第一阶段反应（酶的酰化）。 第二阶段是酶的脱酰反应。水分子占据先前底物氨基成分所在的位置（第 5 步）。酰化