结构生物化学/催化策略/共价催化
外观
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共价催化是酶为催化特定反应而采用的四种策略之一。在这个反应中,酶包含一个反应性基团,通常是一个亲核残基,它通过亲核攻击与底物反应。这通常由吡啶进行,吡啶比水具有更好的亲核性,水的pKa值为5.5。反应过程中过渡态的电荷损失将导致水解加速。该残基在整个催化反应过程中与底物共价结合,增加了一个额外的中间体,有助于通过降低活化能来稳定后来的过渡态。然后共价键断裂以再生酶。
参与共价催化的酶的例子包括蛋白水解酶胰凝乳蛋白酶和胰蛋白酶,其中亲核试剂是丝氨酸上的羟基。胰凝乳蛋白酶是消化系统的降解蛋白酶。它催化肽键的断裂,这些肽键与大的芳香族或非极性残基相邻。它在蛋白质的羧基末端侧切割肽键。胰凝乳蛋白酶有三个主要的催化残基,称为催化三联体。它们是His 57、Asp 102和Ser 195。去质子化后,丝氨酸残基由于其烷氧基而成为强亲核试剂,该烷氧基将攻击蛋白质中羰基的相对不活泼的碳。该图显示了中性和去质子化形式的催化三联体。由Kiongho提供;www.nsm.buffalo.edu/~kiongho/
共价催化中常用的残基有Lys、His、Cys、Asp、Glu和Ser,以及其他一些辅酶。
下面显示了共价催化的一个例子