酶的催化机制
2025年08月10日
酶的催化机制
“锁-钥”模式(“Lock and Key”)
该模式由赫尔曼·埃米尔·费歇尔于1894年提出,基于的理论是酶和底物都有一定的外形,当且仅当两者之间的外形能够精确互补时,催化反应才可以发生。这一模式通常被形象地称为“锁-钥(匙)”模式。虽然这一模式能够解释酶的专一性,但却无法说明为什么酶能够稳定反应的过渡态。
诱导契合模式(Induced Fit)
该模式由丹尼尔·科什兰(Daniel Koshland)通过修改“锁-钥”模式,于1958年提出。基于的理论是,既然酶作为蛋白质,其结构是具有一定柔性的,因此活性位点在结合底物的过程中,通过与底物分子之间的相互作用,可以不断发生微小的形变。在这一模式中,底物不是简单地结合到刚性的活性位点上,活性位点上的氨基酸残基的侧链可以摆动到正确的位置,使得酶能够进行催化反应。在结合过程中,活性位点不断地发生变化,直到底物完全结合,此时活性位点的形状和带电情况才会最终确定下来。在一些情况下,底物在进入活性中心时也是会发生微小形变的,如糖苷酶的催化反应。
群体移动模式(Population Shift)
这一模式是近年来提出的一种新的酶与底物的结合模式,试图解释在一些酶中所发现的底物结合前后,酶的构象有较大变化,而这是用诱导契合模式无法解释的。其基于的假设是,酶在溶液中同时存在不同构象,一种构象(构象A)为适合底物结合的构象,而另一种(构象B)则不适合,这两种构象之间保持着动态平衡。在没有底物存在的情况下,构象B 占主导地位;当加入底物后,随着底物不断与构象A 结合,溶液中构象A 含量下降,两种构象之间的平衡被打破,导致构象B不断地转化为构象A。