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酵素. 酵素は反応別に6種類に分類される 1.酸化還元酵素 (oxidoreductase) 2.転移酵素 (transferase) 3.加水分解酵素 (hydrolase) 4.除去付加酵素 (lyase) 5.異性化酵素 (isomerase) 6.合成酵素 (ligase). 1.酸化還元酵素 (oxidoreductase). AH 2 + B → A + BH 2. 例 1 : アルコール脱水素酵素 ( alcohol dehydrogenase ) . CH 3 CH 2 OH + NAD +
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酵素 酵素は反応別に6種類に分類される 1.酸化還元酵素 (oxidoreductase) 2.転移酵素 (transferase) 3.加水分解酵素 (hydrolase) 4.除去付加酵素 (lyase) 5.異性化酵素 (isomerase) 6.合成酵素 (ligase)
1.酸化還元酵素(oxidoreductase) AH2 + B → A + BH2 例1: アルコール脱水素酵素 (alcohol dehydrogenase) CH3CH2OH + NAD+ → CH3CHO + NADH + H+
1.酸化還元酵素(oxidoreductase) AH2 + B → A + BH2 例2: 乳酸脱水素酵素 (lactate dehydrogenase) CH3CHOHCOOH + NAD+ 乳酸 CH3COCOOH + NADH + H+ ピルビン酸
1.酸化還元酵素(oxidoreductase) 酸化還元反応に関わる補酵素 NADH NADPH FAD FMN ニコチン酸、ニコチンアミド リボフラビン(VB2) ビタミンの誘導体が補酵素として働いている。
NH2 O O N N CONH2 CONH2 O O P P OCH2 CH2 O O N O O N N N OH OH OH OH H H CONH2 + N R R 酸化還元反応に関わる補酵素 NAD+ (Nicotinamide adenine dinucleotide) (p.210) + 2H + H+ NAD+ NADH
2.転移酵素(transferase) AX + B → A + BX 例: ヒストンアセチル転移酵素 (histon acetyl transferase: HAT) + CH3CO-CoA + ヒストン-Lys-NH3 → CoA + ヒストン-Lys-NHCOCH3
3.加水分解酵素(hydrolase) AB + H2O → AH + BOH 例: アセチルコリンエステラーゼ (acetylcholine esterase) O CH3C OCH2CH2N(CH3 )3+ H2O → CH3COOH + HOCH2CH2N(CH3 )3 + +
4.除去付加酵素 (lyase) AB → A + B 例: ピルビン酸脱炭酸酵素 (pyruvate decarboxylase) CH3 C=O COOH →CH3CHO + CO2
5.異性化酵素(isomerase) A → A’ 例: グルコース-6-リン酸イソメラーゼ (glucose-6-phosphate isomerase) CH2OPO3 CH2OPO3 CH2OH O O HO OH OH OH HO OH OH フルクトース-6-リン酸 グルコース-6-リン酸
CO CH R NH2 6.合成酵素(ligase) A + B → AB (但し、ATPなどのエネルギーを必要とする) 例:アミノアシルtRNA合成酵素(aminoacyl tRNA synthetase) OH O ACC 3‘末端 ACC COOH CH R 3‘末端 NH2 AMP tRNA tRNA PPi ATP アミノアシルtRNA
加水分解酵素 (hydrolase) プロテアーゼ (protease)-----タンパク質を分解 ペプチダーゼ (peptidase)-----ペプチドを分解 リパーゼ (lipase)-----脂質(トリグリセリド)を分解 ホスホリパーゼ(phospholipase)-----リン脂質を分解 グリコシダーゼ(glycosidase)-----糖鎖・多糖を分解 ヌクレアーゼ(nuclease)-----核酸を分解 リボヌクレアーゼ(RNase)-----RNAを分解 デオキシリボヌクレアーゼ(DNase)-----DNAを分解 エステラーゼ(estelase)-----エステル結合を分解
プロテアーゼ (protease) 活性に必要なアミノ酸・補欠分子族 セリン システイン アスパラギン酸 亜鉛イオン 酵素のタイプ セリンプロテアーゼ システインプロテアーゼ アスパラギン酸プロテアーゼ Znプロテアーゼ
セリンプロテアーゼ 活性に必要な3つのアミノ酸 Ser、His、Asp (Catalytic triad) トリプシン、 キモトリプシン、 リポタンパクリパーゼ、 アセチルコリンエステラーゼ など 有機リン剤で阻害
NH N キモトリプシン Catalytic triad His Asp Ser H -OOC O 活性中心:触媒部位
: NH N H N R’ C R O キモトリプシン:反応機構-1 Catalytic triad His Asp Ser H -OOC O
NH N キモトリプシン:反応機構-2 Catalytic triad His Asp Ser -OOC O H + N R’ C R H O :
H NH N R’ N H Ser残基のOH基と反応して、まずペプチドのC末側のアミンが分離する キモトリプシン:反応機構-3 Catalytic triad His Asp Ser -OOC O + C R O
NH N キモトリプシン:反応機構-4 Catalytic triad His Asp Ser -OOC O + H : C O R O H
NH N キモトリプシン:反応機構-5 Catalytic triad His Asp Ser -OOC O + H C R O O H :
NH N C R OH O キモトリプシン:反応機構-6 Catalytic triad His Asp Ser -OOC O H + Ser残基からカルボン酸が外れて、Ser-OHも再生する
芳香族アミノ酸のC末側を選択的に加水分解 塩基性アミノ酸のC末側を選択的に加水分解 両者の基質特異性が異なる キモトリプシンとトリプシン キモトリプシン 膵液の消化酵素 分子量 25,310 セリンプロテアーゼ トリプシン 膵液の消化酵素 分子量 24,000 セリンプロテアーゼ
: NH N N H キモトリプシンとトリプシン キモトリプシン Catalytic triad His Asp Ser H -OOC O H N R’’ C R CH CH2 O 基質結合部位に疎水性ポケット
: NH N キモトリプシンとトリプシン トリプシン 酵素の基質特異性は基質結合部位の大きさ、形、電荷などに依っている Catalytic triad His Asp Ser H -OOC O H R’’ N R C CH CH2 O CH2 CH2 基質結合部位にAspの負電荷 CH2 NH3+ -OOC Asp
F CH3 CH3 S O P CH OCH NO2 CH3CH2 O P O CH3 CH3 O CH3CH2O セリン型酵素の阻害剤 Parathione DFP (diisopropyl fluorophosphate) PMSF (Phenylmethyl sulfonyl fluoride) F CH2 O S OCH3 O