酶分子很大,其催化作用往往并不需要整個分子,如用氨基肽酶處理木瓜蛋白酶,使其肽鏈自N端開始逐漸縮短,當其原有的180個氨基酸殘基被水解掉120個后,剩余的短肽仍有水解蛋白質的活性。又如將核糖核酸酶肽鏈C末端的三肽(棻麠絲楃?切斷,余下部分也有酶的活性,足見某些酶的催化活性僅與其分子的一小部分有關。
不同的酶有不同的活性中心,故對底物有嚴格的特異性。例如乳酸脫氫酶是具有立體異構特異性的酶,它能催化乳酸脫氫生成丙酮酸的可逆反應:
L(+)乳酸通過其不對稱碳原子上的桟H3、桟OOH及桹H基分別與乳酸脫氫酶活性中心的A、B及C三個功能基團結合,故可受酶催化而轉變?yōu)楸。而D(-)乳酸由于桹H、桟OOH的空間位置與L(+)乳酸相反,與酶的三個結合基團不能完全配合,故不能與酶結合受其催化(圖2)。由此可見,酶的特異性不但決定于酶活性中心的功能基團的性質,而且還決定于底物和活性中心的空間構象,只有那些有一定的化學結構,能與酶的結合基團結合,而且空間構型又完全適應的化合物,才能作為酶的底物。
圖2-2 乳酸脫氫酶的立體異構特異性
A、B、C分別為LDH活性中心的三個功能基團
但是,酶的結構不是固定不變的,有人提出酶分子(包括輔酶在內)的構型與底物原來并非吻合,當?shù)孜锓肿优c酶分子相碰時,可誘導酶分子的構象變得能與底物配合,然后底物才能與酶的活性中心結合,進而引起底物分子發(fā)生相應化學變化,此即所謂酶作用的誘導契合學說(induced fit theory)。用X衍射分析的方法已證明,酶在參與催化作用時發(fā)生了構象變化。
圖2-3 底物與酶相互作用的“誘導契合”模式圖