结构生物化学/酶/共价催化

定义

共价催化是酶催化特定反应的四种策略之一。当酶促反应中的底物在催化反应过程中暂时与酶共价结合时，就会发生共价催化。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。这通常是由吡啶完成的，吡啶是比水更好的亲核试剂，其 pKa 为 15.7。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，添加一个额外的中间体，这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

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，这些肽键位于大的芳香族或非极性残基附近。它在蛋白质的羧基末端侧裂解肽键。胰凝乳蛋白酶具有三个主要的催化残基，被称为催化三联体。它们是 His 57、Asp 102 和 Ser 195。在去质子化后，由于其醇盐，丝氨酸残基成为一个强大的亲核试剂，它将攻击蛋白质中羰基的相对不活泼的碳。该图显示了催化三联体的中性和去质子化形式。由 Kiongho 提供；www.nsm.buffalo.edu/~kiongho/

共价催化中使用的典型残基是 Lys、His、Cys、Asp、Glu 和 Ser，以及一些其他辅酶。

下面显示了共价催化的一个例子。

有关更多信息，请参见共价催化

参考

Berg，Jeremy M. John L. Tymoczko。Lubert Stryer。生物化学第六版。纽约：W.H. Freeman and Company 2007。