酶的催化机制主要有哪些?

如题所述

1、邻近定向 

对一个双分子反应,酶可以使两个底物结合在活性中心彼此靠近,并具有正确的取向。这比在溶液中随机碰撞更容易发生反应。

邻近效应相当于大大提高了有效底物浓度,甚至超过现实中可以达到的浓度。定向效应则使每一次碰撞都具有正确的取向。化学上通过将分子间反应转变成分子内反应对此进行推算,认为可以将反应速度加快100倍到10的11次方倍。

2、底物形变 

酶与底物结合时,诱导契合现象不仅酶的构象发生改变,底物的构象也会发生变化。这种变化使底物更接近于过渡态,因此可以降低活化能

3、微环境 

酶的活性中心是一个相对封闭的空间,其性质与溶液中有所不同,所以称为微环境。例如,有些酶的活性中心是一个疏水的微环境,其介电常数较低,有利于电荷之间的作用,也有利于中间物的生成和稳定。

赖氨酸侧链氨基的pK约为9,而在乙酰乙酸脱羧酶活性中心的赖氨酸侧链pK只有6左右。这也是某些专一性抑制剂只与酶活性中心的基团反应的原因。

4、直接催化 

酶分子中含有不同化学特性的基团,如残基的侧链基团、金属离子以及辅酶辅基等。

其中某些基团可以直接与底物作用,或者通过稳定过渡态来降低活化能,或者通过改变反应进程绕过高活化能的反应步骤。酶的直接催化作用可以分为酸碱催化、共价催化和金属离子催化。

扩展资料

酶和一般催化剂都是通过降低反应活化能的机制来加快化学反应速度的。酶的催化特异性表现在它对底物的选择性和催化反应的特异性两方面。体内的化学反应除了个别自发进行外,绝大多数都由专一的酶催化,一种酶能从成千上万种反应物中找出自己作用的底物,这就是酶的特异性。

一种酶只催化一种底物进行反应的称绝对特异性,如脲酶只能水解尿素使其分解为二氧化碳和氨;若一种酶能催化一类化合物或一类化学键进行反应的称为相对特异性,如酯酶既能催化甘油三脂水解,又能水解其他酯键。

具有立体异构特异性的酶对底物分子立体构型有严格要求,如L乳酸脱氢酶只催化L-乳酸脱氢,对D-乳酸无作用。

有些酶的催化活性可受许多因素的影响,如别构酶受别构剂的调节,有的酶受共价修饰的调节,激素和神经体液通过第二信使对酶活力进行调节,以及诱导剂或阻抑剂对细胞内酶含量的调节等。

应该指出的是,一种酶的催化反应常常是多种催化机制的综合作用,这是酶促进反应高效率的重要原因。

参考资料来源:百度百科-酶

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第1个回答  2015-10-13
在任何化学反应中,反应物分子必须超过一定的能阈,成为活化的状态,才能发生变化,形成产物.这种提高低能分子达到活化状态的能量,称为活化能.催化剂的作用,主要是降低反应所需的活化能,以致相同的能量能使更多的分子活化,从而加速反应的进行.
  酶能显著地降低活化能,故能表现为高度的催化效率.例如前述的H2O2酶的例子,可以显著地看出,酶能降低反应活化能,使反应速度增高千百万倍以上.
酶作用机理
  1.趋近效应(approximation)和定向效应(oientation) 酶可以将它的底物结合在它的活性部位由于化学反应速度与反应物浓度成正比,若在反应系统的某一局部区域,底物浓度增高,则反应速度也随之提高,此外,酶与底物间的靠近具有一定的取向,这样反应物分子才被作用,大大增加了ES复合物进入活化状态的机率.
  2.张力作用(distortionorstrain)
  底物的结合可诱导酶分子构象发生变化,比底物大得多的酶分子的三、四级结构的变化,也可对底物产生张力作用,使底物扭曲,促进ES进入活性状态.
  3.酸碱催化作用(acid-basecatalysis)
  酶的活性中心具有某些氨基酸残基的R基团,这些基团往往是良好的质子供体或受体,在水溶液中这些广义的酸性基团或广义的碱性基团对许多化学反应是有力的催化剂.
  4.共价催化作用(covalentcatalysis)
  某些酶能与底物形成极不稳定的、共价结合的ES复合物,这些复合物比无酶存在时更容易进行化学反应.
  例如:无酶催化的反应 RX+H2O→ROH+Hx慢
  有酶存在时 RX+E桹H→ROH+EX快
  EX+H2O→E桹H+HX快?本回答被提问者采纳
第2个回答  2020-05-31
降低活化能,酶的高效催化效率是由酶首先与底物结合生成中间不稳定的产物,然后分解为反应产物并释放出酶。
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