蛋白质结构与功能
活性位点
酶是一种能加速化学反应的蛋白质,但它并不在整个表面上发挥作用。真正的工作发生在一个小小的、特别的地方——折叠蛋白质上的一个口袋或裂隙,反应的原料在那里被握住并被改造。那个干活的口袋,就是活性位点。
活性位点通常是蛋白质表面的一处凹腔,由几个特定的侧链衬里。那里进行两件事。第一是结合:酶所作用的分子,叫做底物,滑入口袋,被一张弱相互作用之网握住——氢键、电荷吸引、疏水接触——这张网像量身定制的手套一样贴合底物的形状与化学性质。第二是催化:底物一旦被恰到好处地握住,衬在口袋里的侧链便对它做化学——推挤电子、给出或抢夺质子、把某个键拉向断裂——将它变成产物,产物随后离开。衬在活性位点里的侧链往往在序列上相距甚远,只因折叠才被聚到一起,这正是为什么三维形状就是一切。
活性位点的两个特点,解释了酶的大部分行为。它的形状与化学性质赋予酶以专一性——为什么某个酶作用于某一种底物而无视其他。而它催化侧链的排布,则通过稳定反应必须经过的那个别扭的中间态,使反应得以加快。正因为这么多东西都系于这个小口袋,一个改变某个活性位点残基的单点突变,就可能彻底废掉一个酶,哪怕这个庞大蛋白质的其余部分完好无损。
溶菌酶是你眼泪和唾液中的一种酶,它有一道长沟,恰好托住细菌细胞壁的糖链;衬在沟里的侧链随即剪断这条糖链,帮助抵御感染。
一个小巧、形状精确的口袋,结合底物并完成化学反应。
活性位点只占整个蛋白质极小的一部分,却承担了全部的催化工作;其余的折叠主要是为了把那几个关键残基正确地摆放到位。
又称
另见