化学生物学小论文(5) - 图文

寡聚蛋白四级结构的稳定性主要靠各个亚基之间的疏水键来维持,而氢键、范德华力、离子键等也有一定的作用。寡聚蛋白根据其功能和催化特性的不同,可以分为寡聚酶、别构酶和多酶复合体三种。

(1)寡聚酶:寡聚酶(oligomeric enzyme)是由两个或多个亚基组成的酶,一般只催化一种反应。寡聚酶中亚基的种类可以相同,也可以不同。由两个或多个相同的亚基组成的称为均一寡聚酶。由不同结构的亚基组成的称为非均一寡聚酶。有些寡聚酶由相同的亚基组成,每一个亚基上都有一个催化部位,但是没有调节部位,称为多催化位点寡聚酶(multisite oligomerric enzyme).其催化反应其催化反应符合米氏动力学方程,属于米氏型酶。

有些寡聚酶分子上除了有催化部位以外还有调节部位,称为调节酶(regulatoryenzyme)主要指别构酶。

(2)别构酶:(allosteric enyme)又称别位酶属于调节酶(regulatory enzyme),是指当一种化合物与酶活性中心以外的位点结合以后,酶的构象发生变化,从而导致酶与底物的亲和力发生变化的一类酶。别构酶含有多个亚基,亚基的结构和功能可以相同也可以不同,别构酶分子中有两种与功能有关的部位,即催化部位和调节部位,调节部位远离酶的活性中心,可以在不同的亚基上,也可以在同一亚基的不同部位。一种化合物与酶的活性中心以外的部位结合,引起酶的构象发生变化的现象称为别构效应(allosteric effect),与酶活性中心以外的部位结合,引起酶的构象发生变化的现象成为别构效应(allosteric effect)。

与酶活性中心以外的部位结合后,引起酶的构象发生改变的物质称为别构效应剂(allosteric effecter),主要包括各种抑制剂和激活剂,别构效应剂和酶的底物合称配体(ligand)。一个别构酶分子可以与一个以上的配体结合。配体与酶蛋白的

不同部位(或不同亚基)结合后可以影响另一个配体与霉结合的现象称为协同效应(cooperative effect)根据配体对别构酶所产生的影响不同协同作用可以分为同配体效应、异配体效应、正协同效应、无协同效应。

(3)多酶复合体:多酶复合体也具有四级结构,是由两个或两个以上酶通过非共价键联接而成,其中一个酶各自催化一个反应,所有的反应依次连接,构成一条代谢途径的一部分。 二:酶RNA的空间结构

酶RNA的空间结构主要包括二级结构和三级结构。

(一)酶RNA的二级结构是指单键RNA分子的自身回折,链内互补碱基配

对形成的局部双螺旋区及非配对顺序形成的突环之间的空间排布。双螺旋是由RNA链中互补的碱基配对而形成的,互补的碱基对通常是G-C,A-U,G-U碱基对。每个局部双螺旋区至少含有4~6对碱基才能保持稳定。突环是由RNA链中不互补配对的碱基组成,根据图换的位臵不同突环可以有发夹环、内环、膨胀环、多分枝环等。在核酸类酶中酶RNA的典型二级结构有锤头结构、发夹结构和多分枝环结构等。

(二)酶RNA的三级结构是在二级结构的基础上,进一步盘绕折叠而成的,

三级结构,酶RNA的三级结构繁杂分析测定方法还有待发展。

由于纤维素全酶分子呈蝌蚪状、其linker高度糖基化且具有较强柔韧性,故很难得到结晶.而结构域的拆分使呈球形催化域的结晶成为可能,为纤维素酶的结构和功能研究开辟了道路. 三维结构的研究为内切酶和外切酶底物的特异性作出了合理的

解释:内切酶的活性位点位于一个开放的cleft中,它可结合与纤维素链的任何部

位并切断纤维素

链;外切酶的活性位点位于一个长Loop所形成的tunnel里面,它只能从纤维素链的非还原性末端切下

纤维二糖.1995年Meinke[6]利用蛋白质工程的方法将C.fimi的外切酶CbhA分子的Loop删除后,发现该酶的内切酶活性果然提高,这进一步证实了上述分析. 催化域功能的研究.1990年Sinnott[7]从化学机制的角度出发论述了酶催化糖基转移的机制,他认为糖苷配基的离去是涉及到两个氨基酸残基的酸碱催化的双臵换反应,这实际与溶菌酶的作用机制是相似的.1988年至1994年采用定点突变技术和酶专一性抑制剂做了大量研究[8~12],终于证明Glu位于细菌、真菌的内切酶、外切酶、葡萄糖苷酶的活性位点;在异头碳原子位通过构型的保留或 构型的转化完成催化反应, 其中两个保守的羧基氨基酸分别作为质子供体和亲核试剂[13,14]水解双臵换机制得以证明. 纤维素酶的分子折叠

糖苷酶主要包括水解酶和转移酶, 根据其氨基酸序列的相似性至少可分为45个族[23,24],其中

第1,2,5,10,17,30,35,39,42族中的水解酶分子的催化域近来认为可能是来自同一祖先[25,26],这其中150

余个酶的氨基酸序列得到了测定, 它们对16种不同的底物表现出了水解活力. 纤维素酶和半纤维素酶是这个庞大家族中的成员, 这些酶分子一般由催化结构域、纤维素结合域

和一个连结二者的连接桥三部分组成.结晶结构的证据表明: 同一族的酶分子遵循相同的机制;这些酶水解葡萄糖苷键通过一般的酸催化机制.与此相反,不同族的酶分子可能有不同的机制, 并且可能有不同的折叠模型[27].在纤维素酶和半

纤维素酶的研究中, 人们又根据同源性将它们分成九个族(A~J)[28].目前, A,B,C,E,F族中已有酶分子的结晶结构得到解析

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