活性位點
在生物學和生物化學中，活性位點（英語：Active site），又稱活化位置，是指一個酵素中具有催化能力與結合的部位。其結構與化學性質可供受質辨識，並與受質結合。活化位置通常是酵素表面上一個類似口袋的區域，內部含有可與特定受質發生反應的殘基。
在化學催化中，活性位點可以指酸鹼位點、氧化還原位點或金屬位點。[1]
結合
[編輯]大部分酵素只會有一個活性位點，只對應一種受質。酵素的變性作用，通常是因為高溫或者是極端的pH值，造成酵素活性位點形狀的改變。
以下有兩種酵素結合的假說
酵素鎖鑰假說
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由Emil Fischer提出的，他的假設是說酵素的活性位點和受質可以很完美的結合，當兩者結合，受質的修飾就開始了。
誘導契合假說
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由Daniel Koshland提出的，它是鎖鑰理論的延伸，但它主張活性位點和受質不會完美結合，且活性位點是可以形狀改變到和受質完美結合的狀態；當受質接上後，誘導形狀改變，當受質離開後，酵素回到它原本的樣子。
化學性質
[編輯]受質和酵素結合，透過氫鍵、疏水交互作用或兩者都有。活性位點上的殘基作為質子或其他受質化學基團的接受者或提供者，進而降低反應活化能，加快反應速率。當酵素和受質間的作用完後，產物在活性位點會相當的不穩定，進而離開酵素。
輔因子
[編輯]酵素會運用輔因子來幫忙與受質的結合；輔酶也是輔因子的一種，在受質和酵素發生化學反應時，就會離開。例如：金屬物質。
抑制劑
[編輯]抑制劑會阻擾受質和酵素的交互作用，進而降低反應速率。抑制劑有幾種不同的種類，分別有可逆和不可逆、競爭和非競爭；競爭型，一種和受質很像的物質，會和受質競爭酵素；非競爭型，一種會結合在非活性位點的物質，會影響受質和酵素的結合率。
| 例子 | 和活性位點結合? | 降低反應速率? | |
|---|---|---|---|
| 競爭可逆型 | HIV蛋白酶抑制劑 | 會 | 會 |
| 非競爭可逆型 | 重金屬 | 不會 | 會 |
| 不可逆型 | 氰化物 | 會 | 會 |
藥物的發展
[編輯]辨認活性位點，在藥學上很重要；藉由辨認出活性位點，設計出受質(藥物)，可以阻斷它和受質結合；其中一個重要的因子在藥物設計，是抑制劑和酵素結合的強度。 例如AIDS
異位結合位
[編輯]異位結合位顧名思義和活性位點是不同的位置在酵素上，異位修飾通常發生在超過一個次單元的蛋白質，也常常參與代謝反應。
參見
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參考文獻
[編輯]- ^ 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