活性位点
在生物学和生物化学中，活性位点（英语：Active site），又称激活位置，是指一个酵素中具有催化能力与结合的部位。其结构与化学性质可供底物辨识，并与底物结合。激活位置通常是酵素表面上一个类似口袋的区域，内部含有可与特定底物发生反应的残基。
在化学催化中，活性位点可以指酸碱位点、氧化还原位点或金属位点。[1]
结合
[编辑]大部分酵素只会有一个活性位点，只对应一种底物。酵素的变性作用，通常是因为高温或者是极端的pH值，造成酵素活性位点形状的改变。
以下有两种酵素结合的假说
酵素锁钥假说
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由Emil Fischer提出的，他的假设是说酵素的活性位点和底物可以很完美的结合，当两者结合，底物的修饰就开始了。
诱导契合假说
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由Daniel Koshland提出的，它是锁钥理论的延伸，但它主张活性位点和底物不会完美结合，且活性位点是可以形状改变到和底物完美结合的状态；当底物接上后，诱导形状改变，当底物离开后，酵素回到它原本的样子。
化学性质
[编辑]底物和酵素结合，透过氢键、疏水交互作用或两者都有。活性位点上的残基作为质子或其他底物化学基团的接受者或提供者，进而降低反应激活能，加快反应速率。当酵素和底物间的作用完后，产物在活性位点会相当的不稳定，进而离开酵素。
辅因子
[编辑]酵素会运用辅因子来帮忙与底物的结合；辅酶也是辅因子的一种，在底物和酵素发生化学反应时，就会离开。例如：金属物质。
抑制剂
[编辑]抑制剂会阻扰底物和酵素的交互作用，进而降低反应速率。抑制剂有几种不同的种类，分别有可逆和不可逆、竞争和非竞争；竞争型，一种和底物很像的物质，会和底物竞争酵素；非竞争型，一种会结合在非活性位点的物质，会影响底物和酵素的结合率。
| 例子 | 和活性位点结合? | 降低反应速率? | |
|---|---|---|---|
| 竞争可逆型 | HIV蛋白酶抑制剂 | 会 | 会 |
| 非竞争可逆型 | 重金属 | 不会 | 会 |
| 不可逆型 | 氰化物 | 会 | 会 |
药物的发展
[编辑]辨认活性位点，在药学上很重要；借由辨认出活性位点，设计出底物(药物)，可以阻断它和底物结合；其中一个重要的因子在药物设计，是抑制剂和酵素结合的强度。 例如AIDS
别构结合位
[编辑]别构结合位顾名思义和活性位点是不同的位置在酵素上，别构修饰通常发生在超过一个次单元的蛋白质，也常常参与代谢反应。
参见
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参考文献
[编辑]- ^ Alberts, B (2010). Essential Cell Biology. Garland Science. p. 91.
- ^ Campbell, P (2006). Biochemistry Illustrated. Elsevier. pp. 83–85.
- ^ Kool ET (1984). "Active site tightness and substrate fit in DNA replication". Annual Review of Biochemistry 71: 191–219. doi:10.1146/annurev.biochem.71.110601.135453.
- ^ a b Sullivan SM (2008). "Enzymes with lid-gated active sites must operate by an induced fit mechanism instead of conformational selection". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 105: 13829–13834. doi:10.1073/pnas.0805364105.
- ^ a b Schechter I (2005). "Mapping of the active site of proteases in the 1960s and rational design of inhibitors/drugs in the 1990s". Current Protein and Peptide Science 6: 501–512. doi:10.2174/138920305774933286.
- ^ a b c DeDecker BS (2000). "Allosteric drugs: thinking outside the active-site box". Chemistry and Biology 7: 103–107. doi:10.1016/S1074-5521(00)00115-0.
- ^ Zuercher M (2008). "Structure-Based Drug Design: Exploring the Proper Filling of Apolar Pockets at Enzyme Active Sites". Journal of Organic Chemistry 73: 4345–4361. doi:10.1021/jo800527n.
- ^ Powers R (2006). "Comparison of protein active site structures for functional annotation of proteins and drug design". Proteins - Structure, Function and Bioinformatics 65: 124–135. doi:10.1002/prot.21092.
- ^ Vogt, C., & Weckhuysen, B. M. (2022). The concept of active site in heterogeneous catalysis. Nature Reviews Chemistry, 6(2), 89–111. doi:10.1038/s41570-021-00340-y