②在加上底物后,Serσs转移一个质子给His,带正电荷的咪唑环通过带负 电荷的Asp静电相互作用被稳定,成为B。详细酶作用机制见P410图 10-42 (三)影响酶催化效率的有关因素: (1)底物和酶的邻近效应与定向效应 酶催化反应高效率一重要原因是将分子间反应变为分子内反应。 邻近效应:底物与酶先形成中间体络合物,两分子成一个分子,分子内 反应速度比分子间反应速度提高。P388图10-2所示:用咪唑催化乙酸对硝 基苯酯水解来证实:咪唑可催化乙酸对硝基苯酯的酯键水解成乙酸和对硝基 苯酚;若将咪唑分子先共价连接在底物上,在分子内催化酯键水解,可增速 24倍。 定向效应:底物反应基团和酶催化基团正确取位会大大加速反应。P389 表10-3用二羧酸单苯酯水解相对速度和结构关系实验表明:分子内催化反 应,当催化基团羧基与酯键愈邻近并有一定取向,反应速度愈大。每移去 个旋转自由度,反应速度约增加200倍。 又如P389所示制备邻羟苯丙酸内酯的分子内酯化反应表明:当在分子 中引入甲基使羧基和酚羟基定位,反应速率可提高2.5×1011倍。 (2)底物的形变和诱导契合: 酶使底物分子内敏感键中某些基团的电子云密度增高或降低,产生“电 子张力”,底物扭曲而接近过渡态,使反应加速。 如具有五元环构象的乙烯环磷酸酯(P390),由于构象更接近磷酸酯水 解时的过渡态,P-O键有电子张力,因此水解速度是磷酸二甲酯的108倍。 溶菌酶作用细菌细胞壁,水解由N-乙酰基葡萄糖胺等构成的糖苷键。溶 菌酶与底物结合时会引起糖环构象由椅式变成半椅式,可加速水解 (3)酸碱催化 酶为广义酸碱催化。咪唑基既是一个强亲核基团,又是一个有效的广义 酸碱催化功能基团,因此蛋白质中His含量虽少,但却占有重要的地位。此 外酶蛋白中还有氨基、羧基、巯基、羟基等,都具有广义酸碱催化功能。 (4)共价催化 有亲核催化或亲电催化。酶在催化过程中形成中间物,P392表10-5列 出形成共价中间物的一些酶。 酶分子中氨基酸侧链上有许多亲核基团如羟基、巯基、咪唑基等,可进 攻底物的酰基、磷酰基和糖基等。 (5)金属离子催化 几乎三分之一的酶催化需要金属离子,金属离子可以与酶紧密结合,也 可以是松散结合。 ①金属作用与H相似,但由于带正电荷更多而作用更强,且容易维持 定浓度。②金属离子可通过电荷屏蔽作用而促进反应。如Mg艹屏蔽ATP中 磷酸基负电荷,消除负电荷排斥作用而加速激酶的反应,此时激酶真正作用 底物是Mg2+-ATP,而不是ATP,见P394。③金属离子通过水的离子化,使 水分子更具酸性,促进亲核催化。④许多氧化还原酶都含有金属的辅基。 (6)多元催化和协同效应: 酶催化反应时常常是几个功能团适当排列共同作用。如胰凝乳蛋白酶活 性中心处三个氨基酸残基组成“电荷中继网”’,催化肽键水解:核糖核酸酶② 在加上底物后，Ser195 转移一个质子给 His57，带正电荷的咪唑环通过带负 电荷的 Asp102 静电相互作用被稳定，成为 B。详细酶作用机制见 P410 图 10-42。 （三）影响酶催化效率的有关因素： （1） 底物和酶的邻近效应与定向效应。 酶催化反应高效率一重要原因是将分子间反应变为分子内反应。 邻近效应：底物与酶先形成中间体络合物，两分子成一个分子，分子内 反应速度比分子间反应速度提高。P388 图 10-2 所示：用咪唑催化乙酸对硝 基苯酯水解来证实：咪唑可催化乙酸对硝基苯酯的酯键水解成乙酸和对硝基 苯酚；若将咪唑分子先共价连接在底物上，在分子内催化酯键水解，可增速 24 倍。 定向效应：底物反应基团和酶催化基团正确取位会大大加速反应。P389 表 10-3 用二羧酸单苯酯水解相对速度和结构关系实验表明：分子内催化反 应，当催化基团羧基与酯键愈邻近并有一定取向，反应速度愈大。每移去一 个旋转自由度，反应速度约增加 200 倍。 又如 P389 所示制备邻羟苯丙酸内酯的分子内酯化反应表明：当在分子 中引入甲基使羧基和酚羟基定位，反应速率可提高 2.5×1011 倍。 （2） 底物的形变和诱导契合： 酶使底物分子内敏感键中某些基团的电子云密度增高或降低，产生“电 子张力”，底物扭曲而接近过渡态，使反应加速。 如具有五元环构象的乙烯环磷酸酯（P390），由于构象更接近磷酸酯水 解时的过渡态，P-O 键有电子张力，因此水解速度是磷酸二甲酯的 108 倍。 溶菌酶作用细菌细胞壁，水解由 N-乙酰基葡萄糖胺等构成的糖苷键。溶 菌酶与底物结合时会引起糖环构象由椅式变成半椅式，可加速水解。 （3） 酸碱催化： 酶为广义酸碱催化。咪唑基既是一个强亲核基团，又是一个有效的广义 酸碱催化功能基团，因此蛋白质中 His 含量虽少，但却占有重要的地位。此 外酶蛋白中还有氨基、羧基、巯基、羟基等，都具有广义酸碱催化功能。 （4） 共价催化： 有亲核催化或亲电催化。酶在催化过程中形成中间物，P392 表 10-5 列 出形成共价中间物的一些酶。 酶分子中氨基酸侧链上有许多亲核基团如羟基、巯基、咪唑基等，可进 攻底物的酰基、磷酰基和糖基等。 （5） 金属离子催化： 几乎三分之一的酶催化需要金属离子，金属离子可以与酶紧密结合，也 可以是松散结合。 ① 金属作用与 H+相似，但由于带正电荷更多而作用更强，且容易维持一 定浓度。② 金属离子可通过电荷屏蔽作用而促进反应。如 Mg++屏蔽 ATP 中 磷酸基负电荷，消除负电荷排斥作用而加速激酶的反应，此时激酶真正作用 底物是 Mg2+ -ATP，而不是 ATP，见 P394。③ 金属离子通过水的离子化，使 水分子更具酸性，促进亲核催化。④ 许多氧化还原酶都含有金属的辅基。 （6） 多元催化和协同效应： 酶催化反应时常常是几个功能团适当排列共同作用。如胰凝乳蛋白酶活 性中心处三个氨基酸残基组成“电荷中继网”，催化肽键水解；核糖核酸酶