碱性磷酸酶(AKP)

碱性磷酸酶（ALP）功能结构催化机理金属离子的作用功能：将底物分子(核酸、蛋白质、生物碱)上的磷酸基团除去，并生成磷酸根离子和自由的羟基。一般用于催化核酸分子脱掉5’磷酸基团，从而使DNA或RNA片段的5’-P末端转换成5’-OH末端。碱性磷酸酶（ALP）同工酶来自肝脏：ALP1、ALP2、ALP6来自骨细胞：ALP3来自胎盘及癌细胞：ALP4来自小肠绒毛上皮与成纤维细胞：ALP5二聚体蛋白中央：10层β-折叠；两侧：15个不等的α-螺旋；顶部：单一的α-螺旋、三层β-折叠。每个亚基含499个AA，均具有一个活性中心酶中心有一个空腔口袋，用于与磷酸酯结合。结构两个𝑍𝑛2+（相隔4A°），和一个𝑀𝑔2+（与双锌核相隔5~7A°），两个Zn形成催化位点，Mg促进催化作用。Zn1His-331、His-412的咪唑氮Asp-327的羧基的两个氧H2O磷酸酯的氧原子配位环境Zn2Asp-369、Asp-51的羧基的其中一个氧His-370的咪唑氮H2O磷酸酯的氧原子MgAsp-51的另一个氧Thr-155、Glu-322羧基上的一个氧原子三个水分子催化机理底物磷酸酯嵌入酶的结合部位，磷酸酯的两个氧原子分别与Zn1和Zn2配位，形成两个Zn原子之间的磷酸盐桥其它的磷酸的氧原子则与Arg-166的胍基形成氢键与Mg配位的OH-，使Ser去质子化，则Ser的氧原子有更强的亲核性去质子化的Ser进攻磷原子，从而导致Ser-残基的磷酸化，并形成共价Ser-磷酸盐中间体(仍然与Zn配位)中间体的磷原子断裂P-OR键磷酸酯被绑定到Ser-102中的活性位点Mg配位的水分子现在作为一个质子酸，将一个质子给Ser-102，则P-Ser键断裂Zn1原子配位的氢氧根离子进攻磷酸基，形成P-OH键，最终形成无机磷酸盐与底物的非共价结合形式。H2O取代无机磷酸，完成催化反应①锌离子在碱性磷酸酶中有广义Lewis酸的作用，极化底物，使之成为一个良好的亲电试剂。金属离子的作用②酶与底物以金属离子Zn为桥接点，金属将底物磷酸引导到正确的位置（Ser-活性部位），使酶促反应顺利进行。金属离子的作用③金属Zn1中和离去基团的负电荷，是RO―能够顺利离去。金属离子的作用④Mg定位了水分子，催化Ser-102的质子化和去质子化的反应。金属离子的作用①锌离子在碱性磷酸酶中有广义Lewis酸的作用，极化底物，使之成为一个良好的亲电试剂。②酶与底物以金属离子Zn为桥接点，金属将底物磷酸引导到正确的位置（Ser-活性部位），使酶促反应顺利进行。③金属Zn1中和离去基团的负电荷，是RO-能够顺利离去。④Mg定位了水分子，催化Ser-102的质子化和去质子化的反应。金属离子的作用①可直接参与磷代谢，在钙、磷的消化、吸收、分泌及骨化过程中发挥了重要作用②在基因工程中主要是应用该酶处理经限制性内切酶切割后的载体DNA，去除载体DNA两末端的5′-磷酸残基，以防止载体DNA自我环化，从而提高其重组效率。AP的生理及研究作用谢谢