碳酸酐酶课件.ppt

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1、关于碳酸酐酶现在学习的是第1页，共14页21940年发现的第一个锌酶，也是最重要的锌酶。现已报道有80多种锌酶，居各类金属的首位。广泛存在动物、植物及微生物中。可逆催化二氧化碳的水合作用。碳酸酐酶是红细胞的主要蛋白质成分之一，在红细胞中的地位仅次于血红蛋白。催化CO2+H2O HCO3-+H+反应，酶加速二氧化碳水合的因子在107左右。现在学习的是第2页，共14页3碳酸酐酶的功能碳酸酐酶的功能1.在血液及其他组织中维持酸碱平衡。2.帮助体内组织排除二氧化碳。3.确保以CO2 和HCO3-为催化底物的酶保持适度的底物浓度现在学习的是第3页，共14页4 碳酸酐酶对于人和动物的呼吸作用极为重要。在人

2、与动物体内，由碳酸酐酶催化CO2和H2O合成HCO3-,当HCO3-随血液循环到肺泡后，又由碳酸酐酶催化使它解离为CO2排出体外。CO2 +H2O =HCO3-+H+现在学习的是第4页，共14页5碳酸酐酶的功能碳酸酐酶的功能现在学习的是第5页，共14页6碳酸酐酶的结构碳酸酐酶的结构 碳酸酐酶的分子质量约为30 kDa，由单一肽链组成，包含约260个氨基酸残基，每个酶分子含一个Zn(II)离子。人碳酸酐酶呈椭球形，分子中部有一个袋形空腔，深约1.5 nm，腔口宽约 2.0 nm，Zn2+就结合在这个空腔底部。椭圆球形，肽链组氨酸3个咪唑氮原子配位，第四个可能为水或羟基占据。为畸变四面体。Zn2+

3、在碳酸酐酶中是活性中心。现在学习的是第6页，共14页7椭圆球形，肽链组氨酸（椭圆球形，肽链组氨酸（9494、9696和和119119）3 3个咪唑氮原子配位，第个咪唑氮原子配位，第四个可能为水或羟基占据。为畸变四面体。四个可能为水或羟基占据。为畸变四面体。碳酸酐酶晶体结构，整个蛋白链折合成椭球状，其二级结构碳酸酐酶晶体结构，整个蛋白链折合成椭球状，其二级结构中主要为中主要为折叠片，但也有部分的折叠片，但也有部分的螺旋。螺旋。1.5nm2.0nm现在学习的是第7页，共14页8缬氨酸组氨酸亲水：His-64、Thr-199、Glu-106疏水：Val-143、Val-121、Trp-209、Leu

4、-198亮氨酸色氨酸组氨酸苏氨酸谷氨酸现在学习的是第8页，共14页9亮氨酸缬氨酸苏氨酸色氨酸组氨酸谷氨酸现在学习的是第9页，共14页10 在碳酸酐酶的活性中心，Zn(II)由三个组氨酸残基的咪唑氮原子和一个水分子或氢氧根离子配位，形成一个畸变的四面体结构。在配位原子附近的一个苏氨酸和一个谷氨酸组成一个氢键网络稳定His3ZnOH结构，由两个缬氨酸、色氨酸和亮氨酸构成一个疏水口袋，其功能被认为是将CO2固定在该疏水空腔内，使His3ZnOH对CO2直接进行亲核进攻。现在学习的是第10页，共14页11结构与功能的关系结构与功能的关系 该疏水袋能结合底物CO2,是催化底物的预催化结合位点 强大的氢键网状系统及疏水袋的存在能够增 加酶分子中Zn2+连接的稳定性,很好地固定底物CO2 所在的位置,加强与Zn2+相连的H2O/HO-对CO2 的亲核能力现在学习的是第11页，共14页12碳酸酐酶催化机理碳酸酐酶催化机理现在学习的是第12页，共14页13碳酸酐酶的水解作用过程（碳酸酐酶的水解作用过程（CO2的水合）的水合）CO2+H2O HCO3-+H+异构化异构化缓冲液缓冲液现在学习的是第13页，共14页2023/4/5感感谢谢大大家家观观看看现在学习的是第14页，共14页