医学生物化学ppt课件

第二章第二章 酶酶第一节第一节酶的分子结构与功能酶的分子结构与功能第二节第二节酶促反应的特点和机制酶促反应的特点和机制第三节第三节酶促反应动力学酶促反应动力学第四节第四节酶的调节酶的调节第五节第五节多酶体系多酶体系第六节第六节酶的分类与命名酶的分类与命名第七节第七节酶与医学的关系酶与医学的关系第二章 酶 第一节 酶的分子结构与功能1酶酶的研究的研究历历史史1878年，年，Kuhne提出提出Enzyme.1897年，德国科学家年，德国科学家HansBuchner和和EduardBuchner成功地用不含细胞的酵成功地用不含细胞的酵母提取液实现了发酵母提取液实现了发酵.1926年，美国生化学家年，美国生化学家Sumner第一次从刀第一次从刀豆分离到脲酶结晶，提出酶是蛋白质豆分离到脲酶结晶，提出酶是蛋白质.1978年，年，Altman提出提出RNA有催化功能有催化功能.1982年，年，Cech证实证实RNA有催化功能有催化功能.酶的研究历史2酶（酶（enzyme）是由活细胞合成的，对其特是由活细胞合成的，对其特异底物（异底物（substrate）起高效催化作用的）起高效催化作用的蛋白质，是机体内催化各种代谢反应最蛋白质，是机体内催化各种代谢反应最主要的催化剂。主要的催化剂。核酶（核酶（ribozyme）是具有高效、特异催化是具有高效、特异催化作用的核酸，主要作用参与作用的核酸，主要作用参与RNA的剪接。的剪接。酶（enzyme）是由活细胞合成的，对其特异底物（subst3催化反催化反应应的原理的原理一一个个化化学学反反应应体体系系中中的的各各个个分分子子所所含含的的能能量量高高低低不不同同，只只有有那那些些具具有有较较高高能能量量、处处于于活活化化态态的的活活化化分分子子才才能能在在分分子子碰碰撞撞中中发发生生化化学学反反应应。反反应应物物中中活化分子越多，反应速度越快。活化分子越多，反应速度越快。活活化化分分子子比比一一般般分分子子高高出出一一定定的的能能量量称称为为活活化化能能：在在一一定定温温度度下下1摩摩尔尔底底物物全全部部进进入入活活化化态态所所需需要的自由能（要的自由能（kJ/mol）。）。催化剂能瞬时地与反应物结合成过渡态，因而催化剂能瞬时地与反应物结合成过渡态，因而降低了反应所需的活化能。降低了反应所需的活化能。第一第一节节 酶酶的分子的分子结结构与功能构与功能催化反应的原理第一节 酶的分子结构与功能4医学生物化学ppt课件5化学反应速率依赖三个因素：碰撞频率、能量因素、概率因素化学反应速率依赖三个因素：碰撞频率、能量因素、概率因素从初态转化为过渡态需要能量，即为从初态转化为过渡态需要能量，即为活化能活化能（Energyofactivation，EACT），形成过渡态所需的活化能越大，中间产），形成过渡态所需的活化能越大，中间产物越难形成，反应越难进行。物越难形成，反应越难进行。化学反应速率依赖三个因素：碰撞频率、能量因素、概率因素 6一、一、酶酶的分子的分子组组成成酶的化学本质就是蛋白质。酶的化学本质就是蛋白质。单纯酶单纯酶（simpleenzyme）：仅由氨基酸残基构成的酶）：仅由氨基酸残基构成的酶，如脲酶，淀粉酶，脂酶。如脲酶，淀粉酶，脂酶。结合酶结合酶（conjugatedenzyme）：）：酶蛋白（酶蛋白（apoenzyme）+辅助因子（辅助因子（cofactor）。辅助因）。辅助因子是金属离子或小分子有机化合物。子是金属离子或小分子有机化合物。辅酶辅酶（coenzyme）非共价键与酶蛋白疏松结合非共价键与酶蛋白疏松结合,可用透析、可用透析、超滤分离超滤分离辅基（辅基（prostheticgroup）：）：共价键与酶蛋白牢固结合，共价键与酶蛋白牢固结合，不易分离。不易分离。金属离子多为酶的辅基，小分子有机化合物有的属辅酶，金属离子多为酶的辅基，小分子有机化合物有的属辅酶，有的属辅基。有的属辅基。酶蛋白与辅助因子结合形成的复合物称为酶蛋白与辅助因子结合形成的复合物称为全酶全酶，只有全，只有全酶有催化作用。酶有催化作用。一、酶的分子组成 酶的化学本质就是蛋白质。71 1、金属离子的作用、金属离子的作用:v金属酶（金属酶（metalloenzyme）：金属离子与酶蛋白：金属离子与酶蛋白结合紧密，成为酶结构中不可缺少的组成成分。结合紧密，成为酶结构中不可缺少的组成成分。如碳酸酐酶含如碳酸酐酶含Zn；谷胱甘肽过氧化物酶含硒；谷胱甘肽过氧化物酶含硒；碱性磷酸酶含碱性磷酸酶含Zn，羧肽酶，羧肽酶A含含Zn。v金属激活酶（金属激活酶（metalactivatedenzyme）：金属：金属离子与酶结合疏松，但需金属离子活化，故金离子与酶结合疏松，但需金属离子活化，故金属实际上是酶的激活剂。如激酶需属实际上是酶的激活剂。如激酶需Mg和和Mn。v有的酶类兼含有机辅基和金属。如琥珀酸脱氢有的酶类兼含有机辅基和金属。如琥珀酸脱氢酶含黄素腺嘌呤二核苷酸酶含黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)和和Fe。1、金属离子的作用:金属酶（metalloenzyme）：金8v金属离子能与酶、底物形成各种形式的三元络金属离子能与酶、底物形成各种形式的三元络合物，保证了酶与底物的正确定向结合，而且合物，保证了酶与底物的正确定向结合，而且还可作为催化基团。还可作为催化基团。vFe、Cu及及Mo等金属离子可以通过氧化还原而等金属离子可以通过氧化还原而传递电子完成多种物质的氧化还原传递电子完成多种物质的氧化还原。如铁卟。如铁卟啉是很多血红素蛋白的辅基。啉是很多血红素蛋白的辅基。金属离子能与酶、底物形成各种形式的三元络合物，保证了酶与底物92、小分子有机化合物：、小分子有机化合物：小分子有机化合物小分子有机化合物主要参与酶的催化过程，在反主要参与酶的催化过程，在反应中传递电子、质子或一些基团，多为维生素。应中传递电子、质子或一些基团，多为维生素。维生素维生素：维持细胞正常功能所必需，但需要量很：维持细胞正常功能所必需，但需要量很少，动物体内不能合成，必须由食物供给的一类少，动物体内不能合成，必须由食物供给的一类有机化合物。有机化合物。水溶性维生素：水溶性维生素：VB1、VB2、Vpp、VB6、VC、VB12、泛酸、叶酸、肌醇、泛酸、叶酸、肌醇脂溶性维生素：脂溶性维生素：VA、VD、VE、VK2、小分子有机化合物：10医学生物化学ppt课件11酶的种类：酶的种类：单体酶单体酶（monomericenzyme）：只有一条多）：只有一条多肽链构成的酶。肽链构成的酶。寡聚酶寡聚酶（oligomericenzyme）：由多个相同或）：由多个相同或不同亚基以非共价键连接的酶。不同亚基以非共价键连接的酶。多酶体系多酶体系（multienzymesystem）：细胞内存）：细胞内存在着许多由几种不同功能的酶彼此聚合形成的在着许多由几种不同功能的酶彼此聚合形成的多酶复合物。多酶复合物。多功能酶（多功能酶（multifunctionalenzyme）：一些）：一些多酶体系在进化过程中由于基因的融合，形成多酶体系在进化过程中由于基因的融合，形成由一条多肽链组成却具有多种不同催化功能的由一条多肽链组成却具有多种不同催化功能的酶。酶。酶的种类：12第二第二节节 酶酶促反促反应应的特点和机制的特点和机制一、一、酶酶促反促反应应的特点的特点1、酶促反应具有极高的催化效率、酶促反应具有极高的催化效率酶促反应速度比非催化反应高酶促反应速度比非催化反应高1081020倍，比一般催倍，比一般催化反应高化反应高1071013。从初态转化为过渡态需要能量，即为从初态转化为过渡态需要能量，即为活化能活化能（Energyofactivation，EACT），活化能越大，中），活化能越大，中间产物越难形成，反应越难进行。间产物越难形成，反应越难进行。n降低活化能、升高温度可以加速化学反应。降低活化能、升高温度可以加速化学反应。酶的催酶的催化作用有赖于降低反应的活化能。化作用有赖于降低反应的活化能。活化能稍有降低，活化能稍有降低，速度会显著增大。速度会显著增大。第二节 酶促反应的特点和机制一、酶促反应的特点从初态转化为13初态终态自由能活化过程催化反应活化能活化能阈非催化反应活化能自由能变化分子数分子的动能0Eact-2Eact-1活化能与有效碰撞有效碰撞百分数=e-Eact/RT活化能初态终态自活化过程催化反应活化能活化能阈非催化反自由能变化分142 2、酶促反应有高度的特异性或专一性、酶促反应有高度的特异性或专一性（specificityspecificity）一种酶只能作用于某一类或某一种特定的物质。一种酶只能作用于某一类或某一种特定的物质。v底物专一性底物专一性1、结构专一性：、结构专一性：（1）绝对专一性：只作用于一个底物。与底物结构类似）绝对专一性：只作用于一个底物。与底物结构类似的化合物只能成为竞争性抑制剂或无影响。的化合物只能成为竞争性抑制剂或无影响。（2）相对专一性：作用对象不只一种底物，要求略低一）相对专一性：作用对象不只一种底物，要求略低一些。可分：些。可分：（1）基团专一性：对键两端的基团要求程度不同，）基团专一性：对键两端的基团要求程度不同，一个要求严，另一个不严；一个要求严，另一个不严；（2）键专一性：只作用于键，对键两端的基团无严）键专一性：只作用于键，对键两端的基团无严格要求。格要求。2、酶促反应有高度的特异性或专一性（specificity）152、立体异构专一性：、立体异构专一性：底物的立体构型影响酶和底物的结合与催化。底物的立体构型影响酶和底物的结合与催化。（1）旋光异构专一性：当底物具有旋光异构体时，酶只）旋光异构专一性：当底物具有旋光异构体时，酶只作作用用于于其其中中的的一一种种。如如精精氨氨酸酸酶酶只只能能催催化化L-精精氨氨酸酸水水解解,对对D-精精氨氨酸酸则则无无作作用用,这这种种立立体体异异构构专专一一性性是是由由于于酶酶活活性性中中心心与与相相应应底底物物的的结结合合必必须须是是二二者者在在构构型型或或构构象象上上彼彼此此匹配才能建立。匹配才能建立。（2）几何异构专一性：当底物具有顺反几何异构体时，）几何异构专一性：当底物具有顺反几何异构体时，酶只作用于其中的一种。酶只作用于其中的一种。延胡索酸(反丁烯二酸)L(+)苹果酸2、立体异构专一性：延胡索酸(反丁烯二酸)L(+)苹果酸16v酶作用专一性的假说酶作用专一性的假说1、锁锁与与钥钥匙匙学学说说：EmilFisher提提出出，认认为为底底物物分分子子或或其其中中的的部部分分专专一一地地楔楔入入到到酶酶的的活活性性中中心心部部位位，即即底底物物分分子子的的化学部位与酶分子催化基团间有紧密互补的关系。化学部位与酶分子催化基团间有紧密互补的关系。酶作用专一性的假说172、三点附着学说：认为立体对映的一对底物虽然基团相同，、三点附着学说：认为立体对映的一对底物虽然基团相同，但空间排列不同，这样就存在这些基团与酶分子活性中心的但空间排列不同，这样就存在这些基团与酶分子活性中心的结合基团是否匹配的问题，只有三点都互补匹配时，酶才作结合基团是否匹配的问题，只有三点都互补匹配时，酶才作用于这个底物。用于这个底物。2、三点附着学说：认为立体对映的一对底物虽然基团相同，但空间183、诱导楔合学说：、诱导楔合学说：Koshland提出，认为当酶分子与底物提出，认为当酶分子与底物分子接近时，酶蛋白受底物分子的诱导，其构象发生有分子接近时，酶蛋白受底物分子的诱导，其构象发生有利于底物结合的变化，酶与底物在此基础上互补楔合，利于底物结合的变化，酶与底物在此基础上互补楔合，进行反应。进行反应。3、诱导楔合学说：Koshland提出，认为当酶分子与底物193、酶易失活、酶易失活凡易使蛋白质变性的因素都能使酶失去催化活性。凡易使蛋白质变性的因素都能使酶失去催化活性。4、酶的活性调控、酶的活性调控有抑制调控、共价修饰调控、反馈调控、酶原有抑制调控、共价修饰调控、反馈调控、酶原调控、激素调控等。调控、激素调控等。5、催化活力与辅酶、辅基、及金属离子有关。催化活力与辅酶、辅基、及金属离子有关。3、酶易失活20二、二、酶酶的活性中心的活性中心（activecenter）（一）概念：（一）概念：1、对对于于不不需需要要辅辅酶酶的的酶酶来来说说，活活性性中中心心就就是是酶酶分分子子在在三三维维结结构构上上比比较较靠靠近近的的少少数数几几个个氨氨基基酸酸残残基基或或是是这这些些残残基基上上的的某某些些基基团团，它它们们在在一一级级结结构构上上可可能能相相距距甚甚远远，甚甚至至位位于于不不同同的的肽肽链链上上，通通过过肽肽链链的的盘盘绕绕，折折叠叠而而在在空空间间构构象象上上相相互互靠靠近；近；2、对对于于需需要要辅辅酶酶的的酶酶来来说说，辅辅酶酶分分子子或或其其某某一一部部分往往就是活性中心的组成部分。分往往就是活性中心的组成部分。二、酶的活性中心（active center）（一）概念：21（二）功能部位：（二）功能部位：活性中心有两个功活性中心有两个功能部位：能部位：1、结合部位：一定的、结合部位：一定的底物靠此部位结合底物靠此部位结合到酶分子上；到酶分子上；2、催化部位：底物的、催化部位：底物的键在此部位被打断键在此部位被打断或形成新的键，或形成新的键，从从而发生一定的化学而发生一定的化学变化。变化。（二）功能部位：22（三）酶活性中心的特点：（三）酶活性中心的特点：1、活活性性部部位位在在酶酶分分子子的的总总体体中中只只占占相相当当小小的的部部分分：往往往只由几个氨基酸残基组成（往只由几个氨基酸残基组成（p.384，表，表10-1）；）；2、酶酶的的活活性性部部位位是是一一个个三三维维实实体体：活活性性部部位位的的三三维维结结构构是是由由酶酶的的一一级级结结构构所所决决定定的的。活活性性部部位位的的氨氨基基酸酸残残基基在在一一级级结结构构上上可可能能相相距距甚甚远远，但但在在肽肽链链的的盘盘绕绕、折叠而在空间结构上相互靠近；折叠而在空间结构上相互靠近；3、酶酶活活性性部部位位的的诱诱导导契契合合：酶酶的的活活性性部部位位并并不不是是和和底底物物的的形形状状正正好好互互补补的的，而而是是在在酶酶和和底底物物结结合合过过程程中中，底底物物分分子子或或/和和酶酶分分子子构构象象发发生生一一定定变变化化后后才才互互补补的的，即即“诱导契合诱导契合”；（三）酶活性中心的特点：234、酶活性部位是一个疏水区域：酶的活性部位是、酶活性部位是一个疏水区域：酶的活性部位是位于酶分子表面的一个裂缝内，这是相当疏水位于酶分子表面的一个裂缝内，这是相当疏水区域，非极性基团较多，产生一个微环境，提区域，非极性基团较多，产生一个微环境，提高与底物的结合能力；而其内少量的极性氨基高与底物的结合能力；而其内少量的极性氨基酸残基可与底物结合而发生催化作用；酸残基可与底物结合而发生催化作用；5、底物通过次级键较弱的力结合到酶上：酶与底、底物通过次级键较弱的力结合到酶上：酶与底物结合成物结合成ES复合物主要靠次级键：氢键、盐复合物主要靠次级键：氢键、盐键、范德华力和疏水相互作用；键、范德华力和疏水相互作用；6、酶活性部位具有柔性或可运动性。、酶活性部位具有柔性或可运动性。4、酶活性部位是一个疏水区域：酶的活性部位是位于酶分子表面的24三、三、酶酶促反促反应应机制机制1、趋近效应和定向效应、趋近效应和定向效应趋近效应：指两个反应的分子，它们反应的基团需趋近效应：指两个反应的分子，它们反应的基团需要互相靠近，才能反应。要互相靠近，才能反应。酶促反应速度与底物浓度成正比。在反应系统酶促反应速度与底物浓度成正比。在反应系统的关键区域底物浓度增高，反应速度也增加。因此，的关键区域底物浓度增高，反应速度也增加。因此，底物与酶活性中心的靠近，提高活性中心的底物有底物与酶活性中心的靠近，提高活性中心的底物有效浓度能大大提高酶促反应速度。效浓度能大大提高酶促反应速度。三、酶促反应机制1、趋近效应和定向效应25定向效应定向效应:指酶的催化基团与底物的反应基团之间的正确定指酶的催化基团与底物的反应基团之间的正确定向。向。除了除了“靠近靠近”效率外，当底物与活性中心结合时，酶蛋白效率外，当底物与活性中心结合时，酶蛋白经诱导而发生构象变化，底物反应部位（基团或键）与酶的经诱导而发生构象变化，底物反应部位（基团或键）与酶的催化部位发生楔合，即催化部位发生楔合，即“定向定向”作用，从而造成活性中心局部作用，从而造成活性中心局部的底物浓度大大提高。的底物浓度大大提高。定向效应:指酶的催化基团与底物的反应基团之间的正确定26医学生物化学ppt课件272、酶使底物分子的敏感键发生、酶使底物分子的敏感键发生“变形变形”（张（张力），使其易断裂力），使其易断裂底物分子受酶的作用也发生构象变化，使其敏感键中底物分子受酶的作用也发生构象变化，使其敏感键中的某些基团的电子云密度发生变化，产生的某些基团的电子云密度发生变化，产生“电子张力电子张力”而引而引起敏感键的一端更加敏感，发生反应（起敏感键的一端更加敏感，发生反应（p.390，图，图10-3）。）。2、酶使底物分子的敏感键发生“变形”（张力），使其易断裂283、共价催化作用、共价催化作用底物与酶形成一个反应活性很高的共价中间物，反应活底物与酶形成一个反应活性很高的共价中间物，反应活化能由此大大降低。化能由此大大降低。酶的亲核基团（如羟基、巯基和咪唑基）对底物的亲电酶的亲核基团（如羟基、巯基和咪唑基）对底物的亲电子中心进行攻击。亲核基团含有可提供电子的原子，向底物子中心进行攻击。亲核基团含有可提供电子的原子，向底物亲电子的原子提供电子，由此形成不稳定的共价中间物。但亲电子的原子提供电子，由此形成不稳定的共价中间物。但酶的亲核基团易变，所形成的共价中间物不稳定，在随后步酶的亲核基团易变，所形成的共价中间物不稳定，在随后步骤中会被水分子或第二种底物攻击而给出所需的产物，由此骤中会被水分子或第二种底物攻击而给出所需的产物，由此可加快中间物的分解而释放出产物（可加快中间物的分解而释放出产物（p.392，图，图10-7）。）。酶蛋白分子上的主要亲核基团：丝氨酸的羟基、半胱氨酸的酶蛋白分子上的主要亲核基团：丝氨酸的羟基、半胱氨酸的巯基、组氨酸的咪唑基。巯基、组氨酸的咪唑基。3、共价催化作用294 4、酸碱催化作用、酸碱催化作用酶活性中心上有的基团是质子供体，有的为质子酶活性中心上有的基团是质子供体，有的为质子受体，均可进行催化作用。受体，均可进行催化作用。4、酸碱催化作用 酶活性中心上有的基团是质子供体，有30（1）狭义酸碱催化剂：通过水分子的）狭义酸碱催化剂：通过水分子的H+与与OH-离子离子进行的催化。由于酶反应的最适进行的催化。由于酶反应的最适pH接近中性，接近中性，故作用不大；故作用不大；（2）广义酸碱催化剂：即质子供体和质子受体。）广义酸碱催化剂：即质子供体和质子受体。在酶反应中有重要作用。在酶反应中有重要作用。v酶蛋白中起广义酸碱催化作用的功能基：氨基、酶蛋白中起广义酸碱催化作用的功能基：氨基、羰基、羧基、硫氢基、酚羟基和咪唑基。羰基、羧基、硫氢基、酚羟基和咪唑基。（1）狭义酸碱催化剂：通过水分子的H+与OH-离子进行的催化31v组氨酸的咪唑基：既是很强的亲核基团，又是有组氨酸的咪唑基：既是很强的亲核基团，又是有效的广义酸碱功能基。效的广义酸碱功能基。1）其解离常数约）其解离常数约6.0，即其解离下来的质子浓度与，即其解离下来的质子浓度与水中的水中的H+相近，所以在中性条件下，有一半以酸相近，所以在中性条件下，有一半以酸形式存在，另一半以碱形式存在，即可作为质子供形式存在，另一半以碱形式存在，即可作为质子供体，又可作质子受体而在酶反应中起催化作用；体，又可作质子受体而在酶反应中起催化作用；2）其供出和接受质子的速度十分迅速，且供出和）其供出和接受质子的速度十分迅速，且供出和接受的速度相等。接受的速度相等。组氨酸的咪唑基：既是很强的亲核基团，又是有效的广义酸碱功能基32五、酶活性中心是低介电区域五、酶活性中心是低介电区域某些酶的活性中心穴内相对是非极性的，催某些酶的活性中心穴内相对是非极性的，催化基团被低介电环境包围，并排除高极性的水分化基团被低介电环境包围，并排除高极性的水分子。这样，底物分子的敏感键和酶的催化基团之子。这样，底物分子的敏感键和酶的催化基团之间就会有很大的反应力。间就会有很大的反应力。水会减弱极性基团间的相互作用。水的极性水会减弱极性基团间的相互作用。水的极性和形成氢键的能力很大，水的介电常数极高。这和形成氢键的能力很大，水的介电常数极高。这种高极性使它在离子外形成定向的溶剂层，产生种高极性使它在离子外形成定向的溶剂层，产生自身的电场，从而大大减少了它所所包围的离子自身的电场，从而大大减少了它所所包围的离子间的静电作用或氢键作用。间的静电作用或氢键作用。五、酶活性中心是低介电区域33六、金属离子催化六、金属离子催化（1）通过结合底物为反应定向；）通过结合底物为反应定向；（2）通过可逆地改变金属离子的氧化态调节）通过可逆地改变金属离子的氧化态调节氧化还原反应；氧化还原反应；（3）通过静电稳定或屏蔽负电荷。）通过静电稳定或屏蔽负电荷。六、金属离子催化34四、四、酶酶催化反催化反应应机制的机制的实实例例一、溶菌酶一、溶菌酶溶菌酶的生物学功能是催化细菌细胞壁多糖的水解。溶菌酶的生物学功能是催化细菌细胞壁多糖的水解。这种细胞壁多糖是这种细胞壁多糖是N-乙酰氨基葡萄糖（乙酰氨基葡萄糖（NAG）-N-乙酰氨基乙酰氨基葡萄糖乳酸（葡萄糖乳酸（NAM）的共聚物，）的共聚物，NAG与与NAM以以-1,4糖苷键交替糖苷键交替排列：排列：溶菌酶的最适小分子底物为溶菌酶的最适小分子底物为NAG-NAM交替的六糖，以交替的六糖，以A，B，C，D，E，F表示，其中表示，其中D是是NAM。四、酶催化反应机制的实例一、溶菌酶35医学生物化学ppt课件36溶菌酶溶菌酶分子中有一个狭长的凹穴，正适合于小分子底分子中有一个狭长的凹穴，正适合于小分子底物的嵌合。凹穴中的物的嵌合。凹穴中的Glu35和和Asp52是活性中心的氨基酸残是活性中心的氨基酸残基（见下图）。基（见下图）。溶菌酶分子中有一个狭长的凹穴，正适合于小分子37作用原理：作用原理：v当酶与细胞壁接触时，与六个暴露在外的氨基糖残当酶与细胞壁接触时，与六个暴露在外的氨基糖残基结合。此时酶的构象发生变化，基结合。此时酶的构象发生变化，Glu35和和Asp52相相互靠近，并与底物的互靠近，并与底物的D糖起糖起“靠近靠近”和和“定向定向”效应：效应：Asp52羧基上的一个氧原子距离羧基上的一个氧原子距离D环上的环上的C1及及D环上环上的氧原子只有的氧原子只有0.3nm，Glu35羧基上的一个氧原子距羧基上的一个氧原子距离离D糖的糖苷键上的氧原子也只有糖的糖苷键上的氧原子也只有0.3nm；同时，在；同时，在酶的作用下，酶的作用下，D糖构象也发生变形，由正常的椅式糖构象也发生变形，由正常的椅式变成能量较高的半椅式或船式构象。变成能量较高的半椅式或船式构象。作用原理：38医学生物化学ppt课件39v结合后，结合后，Glu35由于处于非极性区，呈不解离状态由于处于非极性区，呈不解离状态-COOH，这样它可以起着广义酸碱催化作用，提供，这样它可以起着广义酸碱催化作用，提供一个质子给糖苷键的氧原子，使得氧原子与一个质子给糖苷键的氧原子，使得氧原子与D环环C1间的糖苷键断开，而间的糖苷键断开，而C1带上正电荷，成为正碳原子带上正电荷，成为正碳原子C1+。v处于极性区的处于极性区的Asp52在通常情况下呈离子化状态在通常情况下呈离子化状态-COO-，这样它就起着稳定，这样它就起着稳定C1+的作用，协调的作用，协调C1-O间间糖苷键的断裂，直到环境中水分子的糖苷键的断裂，直到环境中水分子的OH-与与C1+结合，结合，H+与与Glu35结合，使两者恢复非离子化形式。由此完结合，使两者恢复非离子化形式。由此完成一次水解反应成一次水解反应。医学生物化学ppt课件40医学生物化学ppt课件41医学生物化学ppt课件42医学生物化学ppt课件43医学生物化学ppt课件44二、胰凝乳蛋白酶二、胰凝乳蛋白酶该酶的活性中心由该酶的活性中心由Ser195，His57和和Asp102组成，其中组成，其中Ser195是酶活性中心的底物结合部位，是酶活性中心的底物结合部位，His57是活性中心内的催是活性中心内的催化部位。在三维结构中这三个氨基酸残基是十分靠近的。化部位。在三维结构中这三个氨基酸残基是十分靠近的。作用原理：作用原理：活性中心的活性中心的Ser195、His57及及Asp102构成一个氢键体系，使构成一个氢键体系，使His57的咪唑基成为的咪唑基成为Asp102羧基及羧基及Ser195羟基间的桥梁：羟基间的桥梁：Ser195由于由于His57及及Asp102的影响而成为很强的亲核基团，的影响而成为很强的亲核基团，易于提供电子。这个氢键体系称为易于提供电子。这个氢键体系称为“电荷中继网电荷中继网”。二、胰凝乳蛋白酶45在大部分情况下，网中在大部分情况下，网中Asp102以离子化形式以离子化形式-COO-，Ser195以非离子化形式以非离子化形式-CH2OH存在。但也有另一种存在。但也有另一种情况，即由于情况，即由于Asp102从从Ser195吸引一个质子所造成，想吸引一个质子所造成，想接力赛跑那样，质子先从接力赛跑那样，质子先从Ser195传递到传递到His57上，再由上，再由His57传递到传递到Asp102上。上。在大部分情况下，网中Asp102以离子化形式46在此酶促反应中，在此酶促反应中，His57咪唑基起着广义酸碱催化咪唑基起着广义酸碱催化作用：先促进作用：先促进Ser195的羟基亲核地附着到底物敏感肽的羟基亲核地附着到底物敏感肽键的羰基碳原子上，形成共价的酰化中间物，再促进键的羰基碳原子上，形成共价的酰化中间物，再促进酰化的酰化的ES中间物上的酰基转移到水或其他的酰基受中间物上的酰基转移到水或其他的酰基受体（如醇，氨基酸等）上。其对多肽底物水解可分两体（如醇，氨基酸等）上。其对多肽底物水解可分两个阶段：个阶段：在此酶促反应中，His57咪唑基起着广义酸碱471、水解反应的酰化阶段：、水解反应的酰化阶段：Ser195羟基的氧原子对底物敏感键的羰基碳原羟基的氧原子对底物敏感键的羰基碳原子进行亲核攻击，形成了一个为时暂短的四联体子进行亲核攻击，形成了一个为时暂短的四联体过渡态。在这过渡态中，底物的酰基部分与过渡态。在这过渡态中，底物的酰基部分与Ser195的羟基、氨基部分与的羟基、氨基部分与His57的咪唑基相连接。在此的咪唑基相连接。在此过程中，通过电荷中继网（丝氨酸向组氨酸提供过程中，通过电荷中继网（丝氨酸向组氨酸提供质子）发生反应，敏感肽键断裂，底物中的胺成质子）发生反应，敏感肽键断裂，底物中的胺成分通过氢键与分通过氢键与His57咪唑基相连，底物的羧基部分咪唑基相连，底物的羧基部分通过酯键与通过酯键与Ser195的羟基相连。的羟基相连。1、水解反应的酰化阶段：48医学生物化学ppt课件492、水解反应的脱酰阶段：、水解反应的脱酰阶段：首先胺从酶上释放出来，这样底物的羧基部首先胺从酶上释放出来，这样底物的羧基部分与酶就成了酰化酶，这是中间复合物。接着水分与酶就成了酰化酶，这是中间复合物。接着水分子进入活性中心，电荷中继网从水中吸收一个分子进入活性中心，电荷中继网从水中吸收一个质子，结果质子，结果OH-立即攻击已连在立即攻击已连在Ser195上的底物上的底物羧基碳原子，也形成一个短暂的四联体过渡态。羧基碳原子，也形成一个短暂的四联体过渡态。然后然后His57供出一个质子到供出一个质子到Ser195的氧原子上，结的氧原子上，结果底物中的酸成分从果底物中的酸成分从Ser195上释放出来，酶又恢上释放出来，酶又恢复自由状态。复自由状态。2、水解反应的脱酰阶段：50医学生物化学ppt课件51医学生物化学ppt课件52医学生物化学ppt课件53医学生物化学ppt课件54医学生物化学ppt课件55医学生物化学ppt课件56医学生物化学ppt课件57三、羧肽酶三、羧肽酶此酶是单链蛋白质，其中紧密地结合着一个此酶是单链蛋白质，其中紧密地结合着一个Zn2+离子。这个离子对酶的活性很重要。该酶是离子。这个离子对酶的活性很重要。该酶是一个外肽酶，催化肽链一个外肽酶，催化肽链C-末端的肽键水解。末端的肽键水解。三、羧肽酶58在酶的三维结构中，在酶的三维结构中，Zn2+离子处于接近酶表面离子处于接近酶表面的沟槽中，它与两个组氨酸（的沟槽中，它与两个组氨酸（His196,69）侧链和一）侧链和一个谷氨酸（个谷氨酸（Glu72）及一个水分子形成一个四面体，）及一个水分子形成一个四面体，Zn2+离子在此四面体中与这三个氨基酸以配价键相离子在此四面体中与这三个氨基酸以配价键相连。连。在酶的三维结构中，Zn2+离子处于接近酶表面59医学生物化学ppt课件60离离Zn2+离子不远有一个离子不远有一个“裂缝裂缝”（见下图），允（见下图），允许底物许底物C-末端伸入。裂缝顶部还有一个口袋，可以末端伸入。裂缝顶部还有一个口袋，可以接受接受C-末端的末端的R基团，酶的基团，酶的Tyr248（黄）、（黄）、Arg145（蓝）、（蓝）、Glu270（绿）及（绿）及Zn2+将底物分子适当地定位将底物分子适当地定位于活性中心中。于活性中心中。离Zn2+离子不远有一个“裂缝”（见下图），61医学生物化学ppt课件62作用原理：作用原理：1、在底物诱导下，酶活性中心的结构发生巨大改变，、在底物诱导下，酶活性中心的结构发生巨大改变，底物的底物的“靠近靠近”和和“定向定向”效应十分显著；效应十分显著；2、酶的、酶的Glu270使底物的敏感肽键发生电子张力，使使底物的敏感肽键发生电子张力，使敏感肽键变得极易断裂。敏感肽键变得极易断裂。底物结合的过程分五步：底物结合的过程分五步：1、酶酶侧侧链链中中Arg145上上的的正正电电荷荷与与底底物物C-末末端端氨氨基基酸酸残基上羧基的负电荷发生静电吸引作用；残基上羧基的负电荷发生静电吸引作用；2、该氨基酸残基进入酶的非极性口袋中；、该氨基酸残基进入酶的非极性口袋中；3、底物敏感键上羰基中的氧与、底物敏感键上羰基中的氧与Zn2+离子相接近；离子相接近；4、底底物物的的末末端端氨氨基基通通过过一一个个插插入入的的水水分分子子与与酶酶中中Glu270的侧链建立氢键。的侧链建立氢键。作用原理：63构象变化结果：构象变化结果：1、Arg145的胍基和的胍基和Glu270的羧基相向移动了的羧基相向移动了0.2nm；2、Arg145的结合，使底物末端从口袋中推走了的结合，使底物末端从口袋中推走了4个个水分子，并将结合在水分子，并将结合在Zn2+离子上的水分子推开离子上的水分子推开（但留在附近）（但留在附近），底物自身结合到，底物自身结合到Zn2+离子上；离子上；3、由于、由于Arg145的移动带动了的移动带动了Tyr248的羟基移动的羟基移动1.2nm，从酶表面移到底物肽键附近，由此关，从酶表面移到底物肽键附近，由此关闭了活性中心的凹道，活性中心从充满水的状闭了活性中心的凹道，活性中心从充满水的状态转变为疏水区。态转变为疏水区。构象变化结果：64医学生物化学ppt课件65酶与底物结合后，酶与底物结合后，Zn2+离子、离子、Glu270和和Tyr248的作用：的作用：（1）Zn2+离子：使敏感肽键产生电子张力。酶与底物靠近时，离子：使敏感肽键产生电子张力。酶与底物靠近时，敏感肽键指向敏感肽键指向Zn2+离子，在该离子作用下，底物羰基碳原子离子，在该离子作用下，底物羰基碳原子的电子云密度降低，呈正电性，这样羰基碳原子在亲核攻击的电子云密度降低，呈正电性，这样羰基碳原子在亲核攻击下更加脆弱。同时，下更加脆弱。同时，Glu270负电荷靠近肽键加大了这种偶极矩。负电荷靠近肽键加大了这种偶极矩。因此因此Zn2+离子对底物造成的电子张力大大地促进了底物的水离子对底物造成的电子张力大大地促进了底物的水解。解。（2）Glu270和和Tyr248：第一种说法：第一种说法：Glu270首先激活水分子，使其释放出首先激活水分子，使其释放出OH-，由由OH-直接攻击底物敏感肽键的羰基碳原子，同时直接攻击底物敏感肽键的羰基碳原子，同时Tyr248提供提供一个质子，由此底物的肽键直接水解；一个质子，由此底物的肽键直接水解；第二种说法：第二种说法：Glu270直接攻击羰基碳原子，并且直接攻击羰基碳原子，并且Tyr248向向该肽键的该肽键的-NH-提供一个质子，肽键断开，生成一个胺和一个提供一个质子，肽键断开，生成一个胺和一个Glu270与底物羰基相连的酸酐，最后水分子使酸酐水解，生成与底物羰基相连的酸酐，最后水分子使酸酐水解，生成一个酸和复原的酶。一个酸和复原的酶。酶与底物结合后，Zn2+离子、Glu270和Tyr248的作66注意：注意：（1）Tyr248参与底物与酶的结合过程，而在催化参与底物与酶的结合过程，而在催化过程中仅仅是起提供质子的作用，并不是催化所过程中仅仅是起提供质子的作用，并不是催化所必需的；必需的；（2）在羧肽酶）在羧肽酶A中，底物有末端羧基，就能与中，底物有末端羧基，就能与Arg145的正离子基团形成盐键，触发的正离子基团形成盐键，触发Tyr248移至移至酶活性中心。如果底物没有末端羧基，就不发生酶活性中心。如果底物没有末端羧基，就不发生这种结合和移动，酶则不表现活性。这种结合和移动，酶则不表现活性。注意：67第三第三节节 酶酶的活力的活力酶酶的的活活力力是是指指其其在在一一定定条条件件下下催催化化某某一特定反应的能力。一特定反应的能力。一、酶活力与酶反应速度一、酶活力与酶反应速度酶酶活活力力：一一定定条条件件下下催催化化某某一一化化学学反反应的反应速度。应的反应速度。反反应应速速度度（v）的的单单位位：浓浓度度/单单位位时时间间，即即单单位位时时间间内内单单位位体体积积中中底底物物的的减减少少量或产物的增加量。量或产物的增加量。产物浓度对反应时间作图，其曲线的产物浓度对反应时间作图，其曲线的斜率就是反应速度。反应速度只在最初一斜率就是反应速度。反应速度只在最初一段时间内保持恒定，随反应时间延长，反段时间内保持恒定，随反应时间延长，反应速度逐渐下降。因此研究酶反应速度应应速度逐渐下降。因此研究酶反应速度应该以初速度为准（通常以底物的变化在起该以初速度为准（通常以底物的变化在起始浓度的始浓度的5%以内的速度为初速率）。以内的速度为初速率）。第三节 酶的活力 酶的活力是指其在一定条件下68二、酶的活力单位二、酶的活力单位1个个酶酶活活力力单单位位：指指在在特特定定条条件件（温温度度25，pH和和底底物物浓浓度度等等均均最最适适）下下，在在1分分钟钟内内能能转转化化1mol底底物物的的酶酶量量，或或是转化底物中是转化底物中1mol的有关基团的酶量。的有关基团的酶量。习习惯惯用用法法：如如淀淀粉粉酶酶，以以每每小小时时催催化化1g可可溶溶性性淀淀粉粉液液化化所所需需的的酶酶量量为为1个个酶酶活活力力单单位位；也也可可以以每每小小时时催催化化1ml2%可可溶溶性淀粉液化所需的酶量表示。性淀粉液化所需的酶量表示。三、酶的比活力三、酶的比活力每每mg酶蛋白所具有的酶活力。酶蛋白所具有的酶活力。单位：单位单位：单位/毫克蛋白（毫克蛋白（U/mg蛋白质）蛋白质）也可：单位也可：单位/克克或或单位单位/毫升毫升比活力可用来比较每单位重量酶蛋白的催化活力。比活力可用来比较每单位重量酶蛋白的催化活力。四、酶的转换数四、酶的转换数kcat为每秒钟每个酶分子转换底物的微摩尔数（为每秒钟每个酶分子转换底物的微摩尔数（mol）。相）。相当于一旦底物当于一旦底物-酶中间物酶中间物ES形成后，酶将底物转换为产物的形成后，酶将底物转换为产物的效率（相当于米氏方程中的效率（相当于米氏方程中的k3）。）。二、酶的活力单位69第四第四节节 酶酶促反促反应动应动力学力学v研究酶催化反应过程与速率及各种影响酶催化研究酶催化反应过程与速率及各种影响酶催化速率的因素的关系速率的因素的关系.v酶促反应速度：单位时间内反应物的消耗或产酶促反应速度：单位时间内反应物的消耗或产物的增加（取其初速度）。物的增加（取其初速度）。第四节 酶促反应动力学研究酶催化反应过程与速率及各种影响70一、底物浓度的影响一、底物浓度的影响1、“中间产物中间产物”假说与米氏方程假说与米氏方程在一定的酶浓度下将初速度（在一定的酶浓度下将初速度（v）对底物浓度）对底物浓度S作图时：作图时：一一级级反反应应：当当底底物物浓浓度度较较低低时时，反反应应速速度度与与底底物物浓浓度度呈呈正正比比关系；关系；混混合合级级反反应应：随随着着底底物物浓浓度度的的增增加加，反反应应速速度度不不再再按按正正比比升升高；高；零级反应：继续增大底物浓度，反应速度递增为零，这时反零级反应：继续增大底物浓度，反应速度递增为零，这时反应速度已趋向一个极限，说明酶已被底物饱和。应速度已趋向一个极限，说明酶已被底物饱和。Vmax底物浓度初速度Km 底物浓度对反应速度的影响一、底物浓度的影响Vmax底物浓度初Km 71解解释释这这种种现现象象的的是是“中中间间产产物物”假假说说：酶酶与与底底物物先先络络合合成成一一个个络络合合物物，它它是是作作为为过过渡渡态态物物质质，然然后后络合物进一步分解，成为产物和游离态酶。络合物进一步分解，成为产物和游离态酶。这这个个假假说说的的前前提提是是酶酶与与底底物物反反应应的的“快快速速平平衡衡”，即即在在反反应应的的开开始始阶阶段段，两两者者反反应应速速度度很很快快，迅迅速速建立平衡关系。建立平衡关系。按按“稳态平衡稳态平衡”假说，酶促反应分两步进行：假说，酶促反应分两步进行：第第一一步步：酶酶（E）与与底底物物（S）作作用用，形形成成酶酶-底底物物中间产物中间产物E+SES第第二二步步：中中间间产产物物分分解解，形形成成产产物物（P），释释放放出出游离酶游离酶(E)：ESP+E 解释这种现象的是“中间产物”假说：酶与底物先络72反应初期，V=K3ESK1K2K3稳态：ES生成=ES分解K1ES=K2ES+K3ESES=ES/KmE=ET-ESES=（ET-ES）S/KmES=ETS/（S+Km）V=K3ES=K3ETS/（S+Km）=VmaxS/（S+Km）反应初期，V=K3ESK1K2K3稳态：ES生成=731913年，年，Michaelis与与Menten：米孟式方程：米孟式方程v=VmaxS/(S+Km)v=酶酶促促反反应应的的速速度度，Vmax=在在E与与ES相相等等时时的的酶酶促促反反应应达达到的最大速度，到的最大速度，Km=(k2+k3)/k11913年，Michaelis与Menten：米孟式方程74Km、Vmax意义意义（1）v=1/2Vmax时，时，Km=S。Km不依赖于酶浓度，不依赖于酶浓度，Km就是酶促反应速度为最大速度一半时底物浓度。就是酶促反应速度为最大速度一半时底物浓度。Km的单位是的单位是mol/L.（2）Vmax=K3ET，Vmax与加入的酶量成正比。与加入的酶量成正比。（3）Km为酶的特征常数。每种酶都有其为酶的特征常数。每种酶都有其Km值，值，Km只与只与酶的结构和酶的底物有关，与酶的浓度无关酶的结构和酶的底物有关，与酶的浓度无关.（4）Km可表示酶与底物的亲和力。可表示酶与底物的亲和力。Km越大，酶与底物越大，酶与底物的亲和力越小的亲和力越小。（5）一种酶催化几种底物时有不同的）一种酶催化几种底物时有不同的Km，其中，其中Km最小的最小的底物为该酶的天然底物或最适底物。多底物反应的酶底物为该酶的天然底物或最适底物。多底物反应的酶对于不同的底物有不同的对于不同的底物有不同的Km。（6）酶的转换数（）酶的转换数（K3）：当酶被底物充分饱和时，单位时）：当酶被底物充分饱和时，单位时间内每个酶分子催化底物转变为产物的分子数。间内每个酶分子催化底物转变为产物的分子数。K3=Vmax/EKm、Vmax意义75Km及Vmax的测定法1、双倒数作图法2、Hanes作图法1/V1/Vmax-1/KmK=Km/Vmax1/S-KmSS/VKm/VmaxK=1/VmaxKm及Vmax的测定法2、Hanes作图法1/V1/Vmax762、多种底物的反应、多种底物的反应大多数酶反应包含一种以上的底物，至少是双底物反应：大多数酶反应包含一种以上的底物，至少是双底物反应：A+BP+Q双底物反应的三种机理：双底物反应的三种机理：1)依次反应机理：依次反应机理：BPE+AEAEABEPQEQE+Q需要需要NAD+或或NADH+的脱氢酶的反应属于这类型。的脱氢酶的反应属于这类型。2)随机机理：随机机理：E+AEABQEPE+PEABEPQE+BEBAPEQE+Q3)乒乓反应机理：乒乓反应机理：APBQEE转氨酶的反应属于这类型。转氨酶的反应属于这类型。2、多种底物的反应77医学生物化学ppt课件78二、酶浓度对反应速度的影响二、酶浓度对反应速度的影响在酶促反应体系中，当底物浓度大大超过酶的浓在酶促反应体系中，当底物浓度大大超过酶的浓度，使酶被底物饱和时，反应速度与酶的浓度变度，使酶被底物饱和时，反应速度与酶的浓度变化成正比关系。化成正比关系。V=K3E。VE二、酶浓度对反应速度的影响在酶促反应体系中，当底物浓度大大超79三、温度对反应速度的影响三、温度对反应速度的影响v温度较低时，反应速度随温度升高而加快，温度超过一定数温度较低时，反应速度随温度升高而加快，温度超过一定数值后，酶受热变性，反应速度反而减慢，形成倒值后，酶受热变性，反应速度反而减慢，形成倒V型曲线，型曲线，在此曲线顶点所代表的温度时反应速度最大，称为最适温度在此曲线顶点所代表的温度时反应速度最大，称为最适温度（optimumtemperature）。）。v酶的最适温度不是酶的特征常数，它与反应进行的时间有关。酶的最适温度不是酶的特征常数，它与反应进行的时间有关。v低温一般不使酶破坏。温度回升后，酶可以恢复活性。低温低温一般不使酶破坏。温度回升后，酶可以恢复活性。低温麻醉、低温保存菌种、低温保存酶制剂。麻醉、低温保存菌种、低温保存酶制剂。v温温度度系系数数：在在达达到到最最适适温温度度之之前前提提高高温温度度，可可增增加加反反应应速速度度。反反应应温温度度提提高高10，其其反反应应速速度度与与原原来来的的反反应应速速度度之之比比称称为为反应的温度系数（反应的温度系数（Q10）。）。酶活性温度三、温度对反应速度的影响温度较低时，反应速度随温度升高而加快80vpH可影响酶分子尤其是活性中心上必需基团和催化基可影响酶分子尤其是活性中心上必需基团和催化基团的解离程度，也可影响底物和辅酶的解离程度，从团的解离程度，也可影响底物和辅酶的解离程度，从而影响酶与底物的结合。在特定而影响酶与底物的结合。在特定pH条件下，酶、底物条件下，酶、底物和辅酶的解离情况适宜于相互结合，使酶反应速度达和辅酶的解离情况适宜于相互结合，使酶反应速度达到最大值，这个到最大值，这个pH称为最适称为最适pH（optimumpH）。）。v动物体内多数酶的最适动物体内多数酶的最适pH接近中性。接近中性。v最适最适pH不是酶的特征常不是酶的特征常数，它受底物浓度、缓数，它受底物浓度、缓冲溶液的种类、浓度及冲溶液的种类、浓度及酶的纯度影响。酶的纯度影响。四、四、pH pH对反应速度的影响对反应速度的影响pH可影响酶分子尤其是活性中心上必需基团和催化基团的解离程度81医学生物化学ppt课件82五、抑制剂对反应速度的影响五、抑制剂对反应速度的影响酶的抑制剂酶的抑制剂（inhibitor）：）：凡能使酶的催化活性下降凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白变性的物质而不引起酶蛋白变性的物质1、不可逆性抑制（、不可逆性抑制（irreversibleinhibition）抑制剂与酶的必需基团以牢固的共价键结合，从而使抑制剂与酶的必需基团以牢固的共价键结合，从而使酶活丧失，不能用透析、超滤等去除抑制剂。酶活丧失，不能用透析、超滤等去除抑制剂。如低浓度的重金属离子如低浓度的重金属离子Hg2+、Ag+、As3+可与酶分子可与酶分子SH结合，使酶活抑制。结合，使酶活抑制。又可分：又可分：（1）专一性的不可逆抑制：抑制剂仅仅和酶活性部位的）专一性的不可逆抑制：抑制剂仅仅和酶活性部位的有关基团反应；有关基团反应；（2）非专一性的不可逆抑制：抑制剂可和一类或几类基）非专一性的不可逆抑制：抑制剂可和一类或几类基团反应。团反应。五、抑制剂对反应速度的影响 酶的抑制剂（inhi83路易士气（砷）巯基酶失活的酶路易士气（砷）巯基酶失活的酶84v重金属盐引起的巯基酶中毒可用二巯基重金属盐引起的巯基酶中毒可用二巯基丙醇（丙醇（BAL）解毒。）解毒。BAL重金属盐引起的巯基酶中毒可用二巯基丙醇（BAL）解毒。BAL85v农药敌百虫、敌敌畏、农药敌百虫、敌敌畏、1059等有机磷化等有机磷化合物能特异地与胆碱酯酶（合物能特异地与胆碱酯酶（Cholineesterase）活性中心丝氨酸残基的羟基结）活性中心丝氨酸残基的羟基结合，使酶失活。合，使酶失活。+ROPOOXRHOEROPOOOREHX有机磷化合物羟基酶失活的酶农药敌百虫、敌敌畏、1059等有机磷化合物能特异地与胆碱酯酶86敌百虫敌敌畏有机磷杀虫剂敌百虫敌敌畏有机磷杀虫剂87胆碱乙酰化酶胆碱酯酶胆碱乙酰胆碱乙酰胆碱为生物体内传递神经冲动的重要物质。胆碱酯酶乙酰胆碱为生物体内传递神经冲动的重要物质。胆碱酯酶为羟基酶，有机磷杀虫剂中毒时，此酶活受抑制，结果造为羟基酶，有机磷杀虫剂中毒时，此酶活受抑制，结果造成乙酰胆碱的堆积，造成神经过度兴奋直至抽搐而死。可成乙酰胆碱的堆积，造成神经过度兴奋直至抽搐而死。可用用解磷定解磷定来治疗。来治疗。胆碱乙酰化酶胆碱酯酶胆碱乙酰胆碱乙酰胆碱为生物体内传递神经冲882 2、可逆性抑制、可逆性抑制（1）竞争性抑制）竞争性抑制特点特点：抑制剂与底物结构相似；抑制剂与底物结构相似；抑制剂与底物结合在酶的同一位点；抑制剂与底物结合在酶的同一位点；抑制作用可被高浓度的底物减低以至消除；抑制作用可被高浓度的底物减低以至消除；Km增大，增大，Vmax不变。不变。2、可逆性抑制（1）竞争性抑制89医学生物化学ppt课件901/V1/S1/Vmax-1/Km(1+I/Ki)竞争性抑制无抑制剂抑制剂 斜率=Km/Vm(1+I/Ki)1/V1/S1/Vmax-1/Km(1+I/Ki)竞91丙二酸、苹果酸、草酰丙二酸、苹果酸、草酰乙酸为琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂。乙酸为琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂。丙二酸、苹果酸、草酰 乙酸为琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂。92GluPABA（对氨基苯甲酸）喋呤 HHNHCHCH2COOHCH2COOHNNNNCH2NHCOOHH2NSO2NHRH2N磺胺药PABA+二氢喋呤+GluFH2FH4磺胺药与磺胺药与PABA结构相似，可与结构相似，可与PABA竞争竞争FH2合成酶合成酶的活性中的活性中心，心，FH2合成受抑制，合成受抑制，FH4随之减少，使核酸合成障碍，细菌随之减少，使核酸合成障碍，细菌生长繁殖受到抑制。生长繁殖受到抑制。FH2还原酶FH2合成酶四氢叶酸四氢叶酸FH4GluPABA（对氨基苯甲酸）喋呤 HHNHCHCH2CO93氨甲喋呤（氨甲喋呤（MTX）是）是FH2还原酶的竞争性抑制剂，抑制人体还原酶的竞争性抑制剂，抑制人体内内FH4的合成，以致抑制肿瘤的生长。的合成，以致抑制肿瘤的生长。FAFH2还原酶FH2FH2还原酶FH4叶酸二氢叶酸四氢叶酸氨甲喋呤（MTX）是FH2还原酶的竞争性抑制剂，抑制人体FA94（2 2）非竞争性抑制）非竞争性抑制 酶可同时与底物及抑制剂结合：酶可同时与底物及抑制剂结合：EI+SESI或或ES+IESI，但中间物但中间物ESI不能进一步分解为产物。不能进一步分解为产物。这类抑制剂是与酶活性