第三章酶(级临床医学)课件

Enzyme第第 三三 章章 酶酶Enzyme第三章酶生物体内各种化学反应均在生物催化剂的生物体内各种化学反应均在生物催化剂的催化下进行。催化下进行。目前将生物催化剂分为两类目前将生物催化剂分为两类酶酶 、核酶（脱氧核酶）核酶（脱氧核酶）目前认为生物催化剂主要就是酶。目前认为生物催化剂主要就是酶。生物体内各种化学反应均在生物催化剂的催化下进行。酶（酶（enzyme）的概念：）的概念：由活由活C合成的、对其特异底物起高效催化作合成的、对其特异底物起高效催化作用的蛋白质。用的蛋白质。酶（enzyme）的概念：酶学研究简史酶学研究简史公元前两千多年，我国已有酿酒记载。公元前两千多年，我国已有酿酒记载。一一百百余余年年前前，Pasteur认认为为发发酵酵是是酵酵母母细细胞胞生生命命活活动动的的结果。结果。1877年，年，1首次提出首次提出Enzyme一词。一词。1897年年，Buchner兄兄弟弟用用不不含含细细胞胞的的酵酵母母提提取取液液，实实现了发酵。现了发酵。1926年，年，Sumner首次从刀豆中提纯出脲酶结晶。首次从刀豆中提纯出脲酶结晶。1982年年，Cech首首次次发发现现RNA也也具具有有酶酶的的催催化化活活性性，提提出出核酶核酶(ribozyme)的概念。的概念。1995年年，JackW.Szostak研研究究室室首首先先报报道道了了具具有有DNA连连 接接 酶酶 活活 性性 DNA片片 段段，称称 为为 脱脱 氧氧 核核 酶酶(deoxyribozyme)。酶学研究简史公元前两千多年，我国已有酿酒记载。第一节第一节酶的分子结构与功能酶的分子结构与功能TheMolecularStructureandFunctionofEnzyme第一节酶的分子结构与功能TheMolecularS酶的不同形式酶的不同形式单体酶单体酶(monomericenzyme)：仅仅只有一条只有一条多肽链多肽链;具有三级结构的酶。具有三级结构的酶。寡聚酶寡聚酶(oligomericenzyme)：由多个相同由多个相同或不同亚基以非共价键连接组成的酶。或不同亚基以非共价键连接组成的酶。多酶体系多酶体系(multienzymesystem)：由几种由几种不同功能的酶彼此聚合形成的多酶复合物。不同功能的酶彼此聚合形成的多酶复合物。酶的不同形式单体酶(monomericenzyme)：仅只多功能酶多功能酶多功能酶多功能酶(multifunctionalenzyme)或串联或串联酶酶(tandemenzyme)：一些多酶体系在进一些多酶体系在进化过程中由于基因的融合，多种不同催化化过程中由于基因的融合，多种不同催化功能存在于一条多肽链中，这类酶称为多功能存在于一条多肽链中，这类酶称为多功能酶。功能酶。多功能酶多功能酶(multifunctionalenzym一、酶的分子组成中常一、酶的分子组成中常含有辅助因子含有辅助因子蛋白质部分：酶蛋白蛋白质部分：酶蛋白 (apoenzyme)辅助因子辅助因子(cofactor)金属离子金属离子小分子有机化合物小分子有机化合物全酶全酶(holoenzyme)结合酶结合酶(conjugated enzyme):全酶全酶 单纯酶单纯酶单纯酶单纯酶 (simple enzyme):仅有蛋白质仅有蛋白质一、酶的分子组成中常含有辅助因子蛋白质部分：酶蛋白(apo*各部分在催化反应中的作用各部分在催化反应中的作用各部分在催化反应中的作用各部分在催化反应中的作用q酶蛋白酶蛋白决定反应的特异性决定反应的特异性q辅助因子辅助因子决定反应的种类与性质决定反应的种类与性质*各部分在催化反应中的作用酶蛋白决定反应的特异性小分子有机化合物的作用小分子有机化合物的作用主要为由维生素类参与组成的物质。主要为由维生素类参与组成的物质。功能：参与酶的催化过程功能：参与酶的催化过程,在反应中传在反应中传递电子、质子及一些基团。也称为递电子、质子及一些基团。也称为“递氢体、递电子体、氨基载体、酰基递氢体、递电子体、氨基载体、酰基载体等。载体等。”小分子有机化合物的作用主要为由维生素类参与组成的物质。小分子有机化合物在催化中的作用小分子有机化合物在催化中的作用 小分子有机化合物在催化中的作用金属离子的作用金属离子的作用最多见的辅助因子，最多见的辅助因子，23酶含有。酶含有。常见有常见有K+、Na+、Mg2+、Cu2+（Cu+）、）、Zn2+、Fe2+（Fe3+）等。）等。金属离子金属离子作用作用：1.作为酶活性中心的催化基团作为酶活性中心的催化基团,参与催化反应，传递参与催化反应，传递电子电子。2.连接酶与底物的桥梁。连接酶与底物的桥梁。3.中和阴离子，降低反应中静电斥力中和阴离子，降低反应中静电斥力。4.稳定酶的构象。稳定酶的构象。金属离子的作用最多见的辅助因子，23酶含有。金属酶金属酶(metalloenzyme)金属离子与酶结合紧密，提取过程中不易丢失。金属离子与酶结合紧密，提取过程中不易丢失。金属激活酶金属激活酶(metal-activatedenzyme)金属离子为酶的活性所必需，但与酶的结合不金属离子为酶的活性所必需，但与酶的结合不甚紧密。甚紧密。金属酶(metalloenzyme)辅助因子分类辅助因子分类（按其（按其与酶蛋白结合的紧密程度与酶蛋白结合的紧密程度）辅酶辅酶(coenzyme):与酶蛋白结合与酶蛋白结合疏松，可用疏松，可用透析或超滤的透析或超滤的方法除去。方法除去。辅基辅基(prosthetic group):与酶蛋白结合与酶蛋白结合紧密，不能用紧密，不能用透析或超透析或超滤的方法除去滤的方法除去。辅助因子分类辅酶(coenzyme):辅基(pr概念：必需基团在空间结构上彼此靠近，组概念：必需基团在空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区域，能与底物特异成具有特定空间结构的区域，能与底物特异结合并将底物转化为产物。这种区域称为酶结合并将底物转化为产物。这种区域称为酶的活性中心的活性中心(active center),也称活性部位也称活性部位(active site)，二、酶的活性中心是酶分子中执行其催化功能的部位二、酶的活性中心是酶分子中执行其催化功能的部位概念：必需基团在空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区必需基团必需基团(essentialgroup)酶分子中氨基酸残基侧链的化学基团中，一些与酶分子中氨基酸残基侧链的化学基团中，一些与酶活性密切相关的化学基团。酶活性密切相关的化学基团。1.结合基团结合基团:与底物相结合与底物相结合2.催化基团催化基团:催化底物转变成产物催化底物转变成产物3.活活性性中中心心外外必必需需基基团团：位位于于活活性性中中心心以以外外，维维持酶活性中心应有的空间构象所必需。持酶活性中心应有的空间构象所必需。必需基团(essentialgroup)酶分子中氨基酸残基底底 物物 活性中心以外活性中心以外的必需基团的必需基团结合基团结合基团催化基团催化基团 活性中心活性中心 目目 录录底物活性中心以外的必需基团结合基团催化基团活性中心目活性部位（活性中心）的特点：活性部位（活性中心）的特点：1.活活性性部部位位仅仅占占酶酶的的整整个个体体积积的的相相当当小小的的一部分。一部分。2.活性部位是个三维的实体。活性部位是个三维的实体。3.结结合合的的专专一一性性决决定定于于活活性性部部位位中中精精确确规规定的原子的排列。定的原子的排列。4.大大多多数数底底物物都都以以相相当当弱弱的的力力结结合合在在活活性性部位。部位。5.活活性性部部位位往往往往是是裂裂隙隙、裂裂缝缝或或“口口袋袋状状”等等,且且可可深深入入酶酶分分子子内内部部，并并多多为为残基的疏水基团组成的疏水环境。残基的疏水基团组成的疏水环境。活性部位（活性中心）的特点：1.活性部位仅占酶的整个体注意：一般认为，酶都具有活性中心，即注意：一般认为，酶都具有活性中心，即都有必需基因，当然，有时某个必需基团都有必需基因，当然，有时某个必需基团可同时具备结合与催化两种功能。可同时具备结合与催化两种功能。注意：一般认为，酶都具有活性中心，即都有必需基因，当然，有时三、同工酶催化相同的化学反应三、同工酶催化相同的化学反应同工酶同工酶概念：能催化相同的化学反应，而酶蛋白概念：能催化相同的化学反应，而酶蛋白的分子结构、理化性质及至免疫学性质不的分子结构、理化性质及至免疫学性质不同的同的一组酶一组酶。根据根据19611961年国际酶学委员会的建议，年国际酶学委员会的建议，“同工酶同工酶”是由不同基因或等位基因编码的多肽链，或由同是由不同基因或等位基因编码的多肽链，或由同一基因转录生成的不同一基因转录生成的不同mRNAmRNA翻译的由不同多肽链翻译的由不同多肽链组成的蛋白质，即酶的多态性。组成的蛋白质，即酶的多态性。三、同工酶催化相同的化学反应同工酶注意：注意：同工酶虽能催化同一反应，但它们的同工酶虽能催化同一反应，但它们的Km、Vmax往往不同，因此最终的功能往往是不同的，不应往往不同，因此最终的功能往往是不同的，不应说说“同工酶有同样的功能同工酶有同样的功能”。同工酶往往存在于不同的组织细胞中或的不同同工酶往往存在于不同的组织细胞中或的不同亚细胞组分中，有着不同的动力学性质，执行着亚细胞组分中，有着不同的动力学性质，执行着不同的功能。不同的功能。如如A与与B为可逆反应，不同型的同工酶对正、为可逆反应，不同型的同工酶对正、逆反应的催化速率是不同的。（但并不改变平衡逆反应的催化速率是不同的。（但并不改变平衡点！）点！）注意：同工酶往往存在于同一种属或同一个体的同工酶往往存在于同一种属或同一个体的不同组织或同一细胞的不同亚细胞结构中，不同组织或同一细胞的不同亚细胞结构中，它使不同的组织、器官和不同的亚细胞结它使不同的组织、器官和不同的亚细胞结构具有不同的代谢特征。构具有不同的代谢特征。这为同工酶用来诊断不同器官的疾病提供这为同工酶用来诊断不同器官的疾病提供了理论依据。了理论依据。同工酶往往存在于同一种属或同一个体的不同组织或同一细胞的不同H HH HH HH HH HH HH H MMH HH HMMMMH HMMMMMMMMMMMMMMLDHLDH1 1 (H(H4 4)LDHLDH2 2(H(H3 3M)M)LDH LDH3 3(H(H2 2MM2 2)LDHLDH4 4(HM(HM3 3)LDHLDH5 5 (M(M4 4)乳酸脱氢酶的同工酶乳酸脱氢酶的同工酶*例例例例1 1：乳酸脱氢酶：乳酸脱氢酶：乳酸脱氢酶：乳酸脱氢酶(LDH(LDH1 1 LDHLDH5 5)LDH LDH(LDH1(LDH1 LDH5)LDH5)乳酸乳酸+NAD+丙酮酸丙酮酸+NADH+H+HHHHHHHMHHMMHMMMMMMMLDH1LDH2LLDH同工酶同工酶红细胞红细胞白细胞白细胞血清血清骨骼肌骨骼肌心肌心肌肺肺肾肾肝肝脾脾LDH1（H4）431227.10731443210LDH2（H3M）444934.70243444425LDH3（H2M2）123320.95335121110LDH4（HM3）1611.7160512720LDH5（M4）005.7790120565人体各组织器官人体各组织器官LDHLDH同工酶谱（活性同工酶谱（活性%）LDH同工酶红细胞白细胞血清骨骼肌心肌肺肾肝脾LDH1（H第三章酶(级临床医学)课件心肌梗死和肝病病人血清心肌梗死和肝病病人血清LDHLDH同工酶谱的变化同工酶谱的变化1 1酶酶活活性性心肌梗死酶谱心肌梗死酶谱正常酶谱正常酶谱肝病酶谱肝病酶谱2 23 34 45 5LDHLDH1 1高、高、LDHLDH5 5正常正常或稍高可提示心肌或稍高可提示心肌疾患；疾患；反之可提示肝脏或反之可提示肝脏或骨骼肌疾患。骨骼肌疾患。心肌梗死和肝病病人血清LDH同工酶谱的变化1酶活性心肌梗死酶肌酸激酶肌酸激酶(CK1-31-3)肌酸肌酸+ATP 磷酸肌酸磷酸肌酸+ADP B BB BB BMMMM MM CK1(BB)CK2(MB)CK3(MM)脑脑 心肌心肌 骨骼肌骨骼肌例例2:肌酸激酶肌酸激酶(creatine kinase,CK)同工酶同工酶CK2常作为临床早期诊断心肌梗死的一项生化指标常作为临床早期诊断心肌梗死的一项生化指标 肌酸激酶(CK1检测组织器官检测组织器官同工酶同工酶的变化有重要的的变化有重要的生理及临床意义生理及临床意义1.1.在代谢调节上起着重要的作用；在代谢调节上起着重要的作用；2.2.用于解释发育过程中阶段特有的代谢特征；用于解释发育过程中阶段特有的代谢特征；3.3.同工酶谱的改变有助于对疾病的诊断；同工酶谱的改变有助于对疾病的诊断；4.4.同工酶可以作为遗传标志，用于遗传分析研究。同工酶可以作为遗传标志，用于遗传分析研究。检测组织器官同工酶的变化有重要的生理及临床意义1.在代谢调第二节第二节 酶的工作原理酶的工作原理第二节酶的工作原理u酶与一般催化剂的共同点酶与一般催化剂的共同点在反应前后没有质和量的变化；在反应前后没有质和量的变化；只能催化热力学允许的化学反应；只能催化热力学允许的化学反应；只能加速可逆反应的进程，而不改变反应的只能加速可逆反应的进程，而不改变反应的平衡点。平衡点。酶与一般催化剂的共同点（一）（一）酶促反应具有极高的效率酶促反应具有极高的效率（二）酶促反应具有高度的特异性（二）酶促反应具有高度的特异性（三）酶促反应的可调节性（三）酶促反应的可调节性酶与一般催化剂的不同点酶与一般催化剂的不同点(特点特点)（一）酶促反应具有极高的效率酶与一般催化剂的不同点(特点)一、一、酶反应特点酶反应特点酶是蛋白质，是生物催化剂。所以酶是蛋白质，是生物催化剂。所以有着与一般催化剂不同的地方。有着与一般催化剂不同的地方。一、酶反应特点酶是蛋白质，是生物催化剂。所以有着与一般催（一）（一）酶对底物具有极高的效率酶对底物具有极高的效率通常比非催化反应高通常比非催化反应高1081020倍，比一般催化剂倍，比一般催化剂高高1071013倍。倍。（1010约为约为100亿倍）亿倍）例例1：在：在0o时，时，mol过氧化氢酶能使过氧化氢酶能使5*10molH2O2分解为分解为H2O和和O2，而，而g的铁离子的铁离子只能使只能使6*10mo-4H2O2分解，前者比后者快分解，前者比后者快1010倍。倍。例例2：碳酸酐酶催化：碳酸酐酶催化CO2溶解于血中比一般催化剂溶解于血中比一般催化剂至少快至少快1000万倍，大约一个碳酸酐酶分子每秒钟万倍，大约一个碳酸酐酶分子每秒钟能使能使10万个万个CO2分子与水结合。分子与水结合。（一）酶对底物具有极高的效率通常比非催化反应高10810（二）酶对底物具有高度的特异性（二）酶对底物具有高度的特异性（专一性）（专一性）酶的特异性酶的特异性 (专一性专一性)概念：一种酶仅作用于一种或一类化合物，概念：一种酶仅作用于一种或一类化合物，或一定的化学键，催化一定的化学反应并或一定的化学键，催化一定的化学反应并生成一定的产物。酶的这种特性称为酶的生成一定的产物。酶的这种特性称为酶的特异性或专一性。特异性或专一性。（二）酶对底物具有高度的特异性（专一性）酶的特异性(专n根据酶对底物选择的特点，酶的特异性可分根据酶对底物选择的特点，酶的特异性可分为两种类型为两种类型：1.绝对专一性绝对专一性(absolute specificity)只能作用于只能作用于特定结构的底物特定结构的底物，进行一种专一的反应，进行一种专一的反应，生成一种特定结构的产物生成一种特定结构的产物。如脲酶仅能催化尿素水解。如脲酶仅能催化尿素水解生成生成CO2和和NH3。根据酶对底物选择的特点，酶的特异性可分为两种类型：1.绝对注意：注意：有些具有绝对专一性的酶可以区分有些具有绝对专一性的酶可以区分光学异构体光学异构体和和立体异构体立体异构体，只能催化一种光学异构体或立体异，只能催化一种光学异构体或立体异构体进行反应。例如乳酸脱氢酶仅催化构体进行反应。例如乳酸脱氢酶仅催化L-乳酸脱乳酸脱氢生成丙酮酸，而对氢生成丙酮酸，而对D-乳酸无作用。乳酸无作用。曾称为立体异构专一性，但没那么曾称为立体异构专一性，但没那么“绝对绝对”。例如人体。例如人体（包括大部分食肉动物）的淀粉酶能水解（包括大部分食肉动物）的淀粉酶能水解-1，4糖苷键；糖苷键；而不能水解而不能水解-1，4糖苷键糖苷键,但对不同的淀粉没有严格要求。但对不同的淀粉没有严格要求。注意：有些具有绝对专一性的酶可以区分光学异构体和立体异构体，2.相对专一性相对专一性(relative specificity)有些酶对底物的专一性不是依据整个底物分子结构，有些酶对底物的专一性不是依据整个底物分子结构，而是依据底物分子中的而是依据底物分子中的特定的化学键或特定的基团特定的化学键或特定的基团，因而，因而可以作用于含有相同化学键或化学基团的一类化合物。例可以作用于含有相同化学键或化学基团的一类化合物。例如，消化系统中的蛋白酶仅对蛋白质中肽键的氨基酸残基如，消化系统中的蛋白酶仅对蛋白质中肽键的氨基酸残基种类有选择性，而对具体的底物蛋白质种类无严格要求种类有选择性，而对具体的底物蛋白质种类无严格要求 。2.相对专一性(relativespecificity)（三）酶的活性与酶量具有可调节性（三）酶的活性与酶量具有可调节性酶促反应受多种因素的调控，以适应机体酶促反应受多种因素的调控，以适应机体对不断变化的内外环境和生命活动的需要。对不断变化的内外环境和生命活动的需要。其中包括三方面的调节。其中包括三方面的调节。对酶生成与降解量的调节对酶生成与降解量的调节酶催化效力的调节酶催化效力的调节通过改变底物浓度对酶进行调节等通过改变底物浓度对酶进行调节等（三）酶的活性与酶量具有可调节性酶促反应受多种因素的调控，（四）酶具有不稳定性（四）酶具有不稳定性酶的化学本质主要是蛋白质。在某些理化酶的化学本质主要是蛋白质。在某些理化因素（如高温、强酸、强碱等）的作用下，酶因素（如高温、强酸、强碱等）的作用下，酶会发生变性而失去催化活性。因此，酶促反应会发生变性而失去催化活性。因此，酶促反应往往都是在常温、常压和接近中性的条件下进往往都是在常温、常压和接近中性的条件下进行的。行的。（四）酶具有不稳定性酶的化学本质主要是蛋白质。在某些理化因素二、酶通过促进底物形成过渡态二、酶通过促进底物形成过渡态而提高而提高反应反应速率速率二、酶通过促进底物形成过渡态而提高反应速率(一一)酶比一般催化剂更有效降低反应的活化能酶比一般催化剂更有效降低反应的活化能与一般催化剂一样，酶能降低反应的活化能。即与一般催化剂一样，酶能降低反应的活化能。即底物分子只需较少的能量使可进入到活化状态。底物分子只需较少的能量使可进入到活化状态。酶比一般催化剂更有效地降低反应的活化能。酶比一般催化剂更有效地降低反应的活化能。活化能、活化分子：底物分子从初态转变到活化活化能、活化分子：底物分子从初态转变到活化态所需的能量称为态所需的能量称为活化能活化能;这时的底物分子也称为这时的底物分子也称为活化分子活化分子。注意：活化能的改变并不与反应速度呈简单的线状关系。(一)酶比一般催化剂更有效降低反应的活化能与一般催化剂一样，反应总能量改变反应总能量改变 非催化反应活化能非催化反应活化能 酶促反应酶促反应 活化能活化能 一般催化剂催一般催化剂催化反应的活化能化反应的活化能 能能量量反反 应应 过过 程程 底物底物 产物产物 酶促反应活化能的改变酶促反应活化能的改变反应总能量改变非催化反应活化能酶促反应一般催化剂催能（二）酶与底物结合形成中间产物（二）酶与底物结合形成中间产物1.诱导契合作用诱导契合作用:使酶与底物密切结合使酶与底物密切结合酶与底物相互接近时，其结构相互诱导、酶与底物相互接近时，其结构相互诱导、相互变形和相互适应，进而相互结合。这相互变形和相互适应，进而相互结合。这一过程称为酶一过程称为酶-底物结合的底物结合的诱导契合假说诱导契合假说。（二）酶与底物结合形成中间产物1.诱导契合作用:使酶与底物第三章酶(级临床医学)课件2.邻近效应与定向排列邻近效应与定向排列邻近效应与定向排列使诸底物正确定位于酶的活性中心邻近效应与定向排列使诸底物正确定位于酶的活性中心 酶特别是酶的活性中心能将诸底物集中在酶特别是酶的活性中心能将诸底物集中在一起（邻近效应），使它们相互接近并形一起（邻近效应），使它们相互接近并形成有利于反应的正确定向关系。（定向排成有利于反应的正确定向关系。（定向排列）实际上是使分子间的反应变成类似于列）实际上是使分子间的反应变成类似于分子内反应，从而大大提高反应速度。分子内反应，从而大大提高反应速度。邻近效应与定向排列邻近效应与定向排列使诸底物正确定位于酶邻近效应与定向排列：邻近效应与定向排列：邻近效应与定向排列：邻近效应与定向排列：邻近效应与定向排列：酶的活性中心多是酶分子内部的疏水酶的活性中心多是酶分子内部的疏水“口袋口袋”，酶反应在此疏水环境中进行，使底物分子酶反应在此疏水环境中进行，使底物分子脱溶剂脱溶剂化化(desolvation)，排除周围大量水分子对酶和底，排除周围大量水分子对酶和底物分子中功能基团的干扰性吸引和排斥，防止水物分子中功能基团的干扰性吸引和排斥，防止水化膜的形成，利于底物与酶分子的密切接触和结化膜的形成，利于底物与酶分子的密切接触和结合。这种现象称为合。这种现象称为表面效应表面效应(surface effect)。3.表面效应使底物分子去溶剂化表面效应使底物分子去溶剂化酶的活性中心多是酶分子内部的疏水“口袋”，酶反应在此疏水环境胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和弹性蛋白酶活性中心胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和弹性蛋白酶活性中心“口袋口袋”胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和弹性蛋白酶活性中心“口袋”（三）酶的催化机制呈多元催化作用（三）酶的催化机制呈多元催化作用1.酸碱催化酸碱催化酶是是两性蛋白质，常可兼有酸、碱双重酶是是两性蛋白质，常可兼有酸、碱双重催化作用。催化作用。（三）酶的催化机制呈多元催化作用1.酸碱催化1)专一酸碱催化专一酸碱催化u水溶液中通过高反应的水溶液中通过高反应的H+和和OH-进行进行的酸碱催化，即强酸强碱催化的酸碱催化，即强酸强碱催化u细胞一般处于中性细胞一般处于中性pH条件下，条件下，H+和和OH-浓度很低，因此细胞环境中通常不浓度很低，因此细胞环境中通常不是专一的酸碱催化是专一的酸碱催化 2)广义酸碱催化广义酸碱催化u由广泛的质子供体（酸）和质受体由广泛的质子供体（酸）和质受体（碱）参与的酸碱催化（碱）参与的酸碱催化u生理条件不是强酸强碱而是近于中性生理条件不是强酸强碱而是近于中性的环境，因此高反应性的的环境，因此高反应性的H+和和OH-环环境不存在境不存在u因此广义酸碱催化指的是细胞内的弱因此广义酸碱催化指的是细胞内的弱酸弱碱参与的接受酸弱碱参与的接受H+和提供和提供H+的催化的催化自学自学1)专一酸碱催化自学2.共价催化：共价催化：l l概念：很多酶的催化基团在催化过程中通概念：很多酶的催化基团在催化过程中通过和底物形成风瞬间共价键而将底物激活，过和底物形成风瞬间共价键而将底物激活，并很容易进一步被水解形成产物和游离的并很容易进一步被水解形成产物和游离的酶。这种催化机制称为。酶。这种催化机制称为。3.亲核催化和亲电子催化作用亲核催化和亲电子催化作用2.共价催化：3.亲核催化和亲电子催化作用胰凝乳蛋白酶的共价催化和酸胰凝乳蛋白酶的共价催化和酸-碱催化机制碱催化机制 胰凝乳蛋白酶的共价催化和酸-碱催化机制第三节第三节酶促反应动力学酶促反应动力学KineticsofEnzyme-CatalyzedReaction第三节酶促反应动力学KineticsofEnzyme酶促反应动力学的概念酶促反应动力学的概念是研究酶促反应速度及其影响因素的科学。是研究酶促反应速度及其影响因素的科学。或者说：是或者说：是研究各种因素对研究各种因素对酶促反应速度酶促反应速度的影响，的影响，并加以定量的阐述的科学。并加以定量的阐述的科学。q影响因素包括有影响因素包括有酶浓度、底物浓度、酶浓度、底物浓度、pH、温度、温度、抑制剂、激活剂等。抑制剂、激活剂等。研究一种因素的影响时，其余各因素均恒定。研究一种因素的影响时，其余各因素均恒定。酶促反应动力学的概念是研究酶促反应速度及其影响因素的科学。酶促反应动力学研究的意义有助于阐明酶的结构与功能的关系，也可有助于阐明酶的结构与功能的关系，也可为酶作用机理的研究提供数据；为酶作用机理的研究提供数据；有助于寻找最有利的反应条件，以最大限有助于寻找最有利的反应条件，以最大限度地发挥酶催化反应的高效率；度地发挥酶催化反应的高效率；有助于了解酶在代谢中的作用或某些药物有助于了解酶在代谢中的作用或某些药物作用的机理等。作用的机理等。因此对它的研究具有重要的理论意义因此对它的研究具有重要的理论意义和实践意义。和实践意义。酶促反应动力学研究的意义有助于阐明酶的结构与功能的关系，也可研究前提研究前提I.单底物、单产物反应单底物、单产物反应II.酶酶促促反反应应速速度度一一般般在在规规定定的的反反应应条条件件下下，用用单单位位时时间间内内底底物物的的消消耗耗量量和和产产物物的的生生成量来表示成量来表示III.反反应应速速度度取取其其初初速速度度，即即底底物物的的消消耗耗量量很小（一般在很小（一般在5以内）时的反应速度以内）时的反应速度IV.底物浓度远远大于酶浓度底物浓度远远大于酶浓度研究前提单底物、单产物反应从图从图5959显然看出，在开始一段时显然看出，在开始一段时间内反应速度几乎维持恒定，亦即间内反应速度几乎维持恒定，亦即产物的生成量与时间成直线关系。产物的生成量与时间成直线关系。但随着时间的延长，曲线斜率逐渐但随着时间的延长，曲线斜率逐渐减少，反应速度逐渐降低。减少，反应速度逐渐降低。产生这种现象可能的原因很多，如产生这种现象可能的原因很多，如由于反应的进行使底物浓度降低，由于反应的进行使底物浓度降低，产物的生成而逐渐增大了逆反应，产物的生成而逐渐增大了逆反应，酶本身在反应中失活，产物的抑制酶本身在反应中失活，产物的抑制等等，为了正确测定酶促反应速度等等，为了正确测定酶促反应速度并避免以上因素的于扰，就必须只并避免以上因素的于扰，就必须只选定以上因素还来不及起作用时的选定以上因素还来不及起作用时的速度，称之为速度，称之为”反应初速度反应初速度”。从图59显然看出，在开始一段时间内反应速度几乎维持恒定，亦一、底物浓度对反应速率影响的作图呈一、底物浓度对反应速率影响的作图呈矩形双曲线矩形双曲线在其他因素不变在其他因素不变的情况下，底物浓度的情况下，底物浓度对反应速率的影响呈对反应速率的影响呈矩形双曲线关系矩形双曲线关系。一、底物浓度对反应速率影响的作图呈矩形双曲线在其他因素不变的当底物浓度较低时当底物浓度较低时反应速度与底物浓度成正比；反反应速度与底物浓度成正比；反应为一级反应。应为一级反应。SSV VVmaxVmax目目 录录当底物浓度较低时反应速度与底物浓度成正比；反应为一级反应。随着底物浓度的增高随着底物浓度的增高反应速度不再成正比例加速；反应反应速度不再成正比例加速；反应为混合级反应。为混合级反应。SSV VVmaxVmax目目 录录随着底物浓度的增高反应速度不再成正比例加速；反应为混合级反应当底物浓度高达一定程度当底物浓度高达一定程度反应速度不再增加，达最大速度；反应速度不再增加，达最大速度；反应为零级反应反应为零级反应SSV VVmaxVmax目目 录录当底物浓度高达一定程度反应速度不再增加，达最大速度；反应为零19131913年年年年MichaelisMichaelis和和和和MentenMenten提提提提出出出出反反反反应应应应速速速速度度度度与与与与底底底底物物物物浓浓浓浓度度度度关关关关系系系系的的的的数数数数学学学学方方方方程程程程式式式式，即即即即米米米米曼曼曼曼氏氏氏氏方方方方程程程程式，简称米氏方程式式，简称米氏方程式式，简称米氏方程式式，简称米氏方程式(Michaelis equation)(Michaelis equation)。S：底物浓度底物浓度V：不同不同S时的反应速度时的反应速度Vmax：最大反应速度最大反应速度(maximum velocity)m：米氏常数米氏常数(Michaelis constant)VmaxS Km+S （一）米曼氏方程式揭示单底物反应的动力学特性（一）米曼氏方程式揭示单底物反应的动力学特性1913年Michaelis和Menten提出反应速度与底酶促反应模式酶促反应模式中间产物学说中间产物学说目前，解释酶促反应中底物浓度和反应速目前，解释酶促反应中底物浓度和反应速度关系的最多见的是度关系的最多见的是中间产物学说。中间产物学说。E+S k1k2k3ESE+Pl酶首先与底物结合生成“酶-底物复合物”，此复合物再分解为产物和游离的酶。ES:中间产物中间产物酶促反应模式中间产物学说目前，解释酶促反应中米曼氏方程式推导基于两个假设：米曼氏方程式推导基于两个假设：E与与S形成形成ES复合物的反应是快速平衡反应，而复合物的反应是快速平衡反应，而ES分解为分解为E及及P的反应为慢反应，反应速度取决于的反应为慢反应，反应速度取决于慢反应即慢反应即 Vk3ES。(1)S的总浓度远远大于的总浓度远远大于E的总浓度，因此在反应的初始的总浓度，因此在反应的初始阶段，阶段，S的浓度可认为不变即的浓度可认为不变即SSt。米曼氏方程式推导基于两个假设：推导过程推导过程稳态：稳态：是指是指ES的生成速度与分解速度相等，即的生成速度与分解速度相等，即ES恒定。恒定。K1(EtES)SK2ES+K3ESK2+K3 Km（米氏常数）（米氏常数）K1令：令：则则(2)(2)变为变为:(EtES)S Km ES(2)(EtES)SK2+K3ES K1整理得：整理得：推导过程稳态：是指ES的生成速度与分解速度相等，即ESE+S k1k2k3ESE+PES:中间产物中间产物E+Sk1k2k3ESE+PES:中间产物当底物浓度很高，将酶的活性中心全部饱和时，当底物浓度很高，将酶的活性中心全部饱和时，即即EtES，反应达最大速度反应达最大速度VmaxK3ESK3Et (5)ES EtSKm+S(3)整理得整理得:将将(5)(5)代入代入(4)(4)得米氏方程式：得米氏方程式：VmaxS Km+S V 将将(3)(3)代入代入(1)(1)得得K3EtS Km+S(4)V当底物浓度很高，将酶的活性中心全部饱和时，即EtES如何理解此方程：如何理解此方程：此方程只有两个变量：反应速度此方程只有两个变量：反应速度V与底物浓与底物浓度度S。此方程就是求解两者关系即双曲。此方程就是求解两者关系即双曲线轨迹的方程。线轨迹的方程。Vmax是容易理解的，而米氏常数是容易理解的，而米氏常数Km有何有何意义？意义？如何理解此方程：当反应速度为最大反应速度一半时当反应速度为最大反应速度一半时当反应速度为最大反应速度一半时当反应速度为最大反应速度一半时v Km值的推导值的推导KmS Km值等于酶促反应速度为最大反应速度一半值等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度，单位是时的底物浓度，单位是mol/L。2Km+S Vmax VmaxSV VmaxmaxV VSSKKmmV Vmaxmax/2 /2 当反应速度为最大反应速度一半时Km值的推导KmS（二）（二）Km与与Vm是重要的酶促反应动力学参数是重要的酶促反应动力学参数（二）Km与Vm是重要的酶促反应动力学参数第三章酶(级临床医学)课件E+S k1k2k3ESE+PES:中间产物中间产物E+Sk1k2k3ESE+PES:中间产物第三章酶(级临床医学)课件5酶的转换数酶的转换数当酶被底物完全饱和时（当酶被底物完全饱和时（Vmax），单位），单位时间内每个酶分子（或活性中心）催化底物转时间内每个酶分子（或活性中心）催化底物转变成产物的分子数称为酶的转换数（变成产物的分子数称为酶的转换数（turnover number），单位是），单位是s-1。酶的转换数酶的转换数可用来表示酶的催化效率。可用来表示酶的催化效率。5酶的转换数当酶被底物完全饱和时（Vmax），单位时间内注意：1.Km代表酶与底物亲和力。但注意的是代表酶与底物亲和力。但注意的是Km越小亲和力越越小亲和力越大。大。Km越小催化效率越高，即速率对越小催化效率越高，即速率对V对底物对底物S的曲的曲线就会迅速上升。线就会迅速上升。2.Km是酶促反应动力学中的最重要参数，可实际应用于下是酶促反应动力学中的最重要参数，可实际应用于下列各种情况：列各种情况：鉴别同工酶。鉴别同工酶。设计一个反应体系内最适当的设计一个反应体系内最适当的S浓度的依据。浓度的依据。在同种系底物中，以其在同种系底物中，以其Km最小者最有可能为天然底物。最小者最有可能为天然底物。根据根据Km可大致判断内的底物浓度。可大致判断内的底物浓度。当当SKm时，可大致判断时，可大致判断Vmax。注意：1.Km代表酶与底物亲和力。但注意的是Km越小亲和（三）（三）m值与值与max常通过林常通过林-贝氏作图法求取贝氏作图法求取因为底物浓度曲线是矩形双曲线因为底物浓度曲线是矩形双曲线,很难精确很难精确地测出地测出Km和和Vmax。为此人们将米氏方程。为此人们将米氏方程进行种种变换，将曲线作图转变成直线作进行种种变换，将曲线作图转变成直线作图。图。（三）m值与max常通过林-贝氏作图法求取因为底物浓双倒数双倒数(林林-贝氏贝氏)作图法作图法 V VmaxmaxS S KKmm+S+SV=V=（林贝氏方程）（林贝氏方程）+1/V=1/V=KKmmV Vmax max 1/V1/Vmax max 1/S 1/S 两边同取倒数两边同取倒数两边同取倒数两边同取倒数 双倒数(林-贝氏)作图法VmaxSKm+SV=以以1V对对1S作图即为直线，其作图即为直线，其纵轴上的截距为纵轴上的截距为1Vmax，横，横轴上的截距为轴上的截距为1Km以1V对1S作图即为直线，其纵轴上的截距为1必须指出米氏方程只适用于较为简单的酶必须指出米氏方程只适用于较为简单的酶作用过程，对于比较复杂的酶促反应过程，作用过程，对于比较复杂的酶促反应过程，如多酶体系、多底物、多产物、多中间物如多酶体系、多底物、多产物、多中间物等，还不能全面地籍此概括和说明，必须等，还不能全面地籍此概括和说明，必须借助于复杂的计算过程。借助于复杂的计算过程。必须指出米氏方程只适用于较为简单的酶作用过程，对于比较复杂的二、底物足够时酶浓度对反应速率的影响二、底物足够时酶浓度对反应速率的影响呈直线关系呈直线关系当当SE，酶酶可可被被底底物物饱饱和和的的情情况况下下，反反应速度与酶浓度成正比。应速度与酶浓度成正比。关系式为：关系式为：V=K3E0VE当当SE时，时，Vmax=k3 E 酶浓度对反应速度的影响酶浓度对反应速度的影响 二、底物足够时酶浓度对反应速率的影响呈直线关系当Sq双重影响双重影响温温度度升升高高，酶酶促促反反应应速速度度升升高高；由由于于酶酶的的本本质质是是蛋蛋白白质质，温温度度升升高高，可可引引起起酶酶的的变变性性，从从而反应速度降低而反应速度降低 。三、温度对酶促反应速率的影响具有双三、温度对酶促反应速率的影响具有双重性重性q最适温度最适温度 (optimum temperature)：酶促反应速度最快时的酶促反应速度最快时的环境温度。环境温度。酶酶活活性性0.51.02.01.50102030405060温度温度C温度对淀粉酶活性的影响温度对淀粉酶活性的影响 温度每升高10C，大多数酶促反应的速率加倍。双重影响三、温度对酶促反应速率的影响具有双重性最适温度(o注意：酶的最适温度不是酶的特征性常数，它与反应进酶的最适温度不是酶的特征性常数，它与反应进行的时间有关。行的时间有关。酶的活性虽然随温度的下降而降低，但低温一般酶的活性虽然随温度的下降而降低，但低温一般不使酶破坏。温度回升后，酶又恢复其活性。不使酶破坏。温度回升后，酶又恢复其活性。并不是所有的酶对热都是不稳定的。并不是所有的酶对热都是不稳定的。例如，在地热温泉中发现的嗜热细菌在温度超过例如，在地热温泉中发现的嗜热细菌在温度超过8585o oC C时，其细胞中的酶仍保持完全的性。时，其细胞中的酶仍保持完全的性。注意：酶的最适温度不是酶的特征性常数，它与反应进行的时间有关四、四、pH通过改变酶和底物分子解离状态影响通过改变酶和底物分子解离状态影响 酶促反应速率酶促反应速率q最适最适pH (optimum pH)：酶催化活性最大酶催化活性最大时的环境时的环境pH。0酶酶活活性性pH pH对某些酶活性的影响对某些酶活性的影响 胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶 淀粉酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶 胆碱酯酶胆碱酯酶胆碱酯酶胆碱酯酶 246810四、pH通过改变酶和底物分子解离状态影响最适pH(o酶作用环境的酶作用环境的pH可以影响可以影响酶蛋白的结构酶蛋白的结构、酶活性部位的解离状态酶活性部位的解离状态、辅酶的解离辅酶的解离、底物分子的解离底物分子的解离。从而影响酶与底物的结合以及对底物的从而影响酶与底物的结合以及对底物的催化效力。催化效力。酶作用环境的pH可以影响酶蛋白的结构、注意：l 最最适适pH也也不不是是酶酶的的特特征征性性常常数数，它它受受底底物物浓浓度度、缓缓冲冲液液种类与浓度、以及酶纯度等因素的影响。种类与浓度、以及酶纯度等因素的影响。动物体内多数酶最适动物体内多数酶最适pH接近中性。但接近中性。但胃蛋白酶约为胃蛋白酶约为1.8;1.8;肝精氨酸酶约为肝精氨酸酶约为9.89.8。虽然一种酶的最适虽然一种酶的最适pH往往反映该酶正常环境的往往反映该酶正常环境的pH，但二，但二者可能并不正好相同。者可能并不正好相同。在生理在生理pH下，有些酶可能刚好处在最适范围，而有些酶下，有些酶可能刚好处在最适范围，而有些酶则处在高于或低于它们的最适则处在高于或低于它们的最适pH环境中。因此，它们就环境中。因此，它们就会有不同的催化活性。这是酶的一种自然调节方式。会有不同的催化活性。这是酶的一种自然调节方式。注意：最适pH也不是酶的特征性常数，它受底物浓度、缓冲液种五、抑制剂可降低酶促反应速率五、抑制剂可降低酶促反应速率酶的抑制剂酶的抑制剂(inhibitor)凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白 变性变性的物质称为酶的抑制剂（的物质称为酶的抑制剂（inhibitorinhibitor），常简写为），常简写为I I。区别于酶的变性区别于酶的变性 抑制剂对酶有一定选择性抑制剂对酶有一定选择性 引起变性的因素对酶没有选择性引起变性的因素对酶没有选择性五、抑制剂可降低酶促反应速率酶的抑制剂(inhibitor)抑制作用的类型抑制作用的类型不可逆性抑制不可逆性抑制(irreversible inhibition)可逆性抑制可逆性抑制(reversible inhibition)：竞争性抑制竞争性抑制 (competitive inhibition)非竞争性抑制非竞争性抑制 (non-competitive inhibition)反竞争性抑制反竞争性抑制 (uncompetitive inhibition)根据抑制剂和酶结合的紧密程度不同，酶的抑制作用分为：根据抑制剂和酶结合的紧密程度不同，酶的抑制作用分为：抑制作用的类型不可逆性抑制(irreversible（一）不可逆性抑制剂与酶共价（一）不可逆性抑制剂与酶共价结合结合不可逆性抑制作用不可逆性抑制作用不可逆性抑制作用不可逆性抑制作用概念概念抑制剂通常以共价键与酶活性中心的必需抑制剂通常以共价键与酶活性中心的必需基团相结合，使酶失活。此类抑制剂不能用透析基团相结合，使酶失活。此类抑制剂不能用透析、超滤等方法予以去除。、超滤等方法予以去除。*举例举例有机磷化合物有机磷化合物 羟基酶羟基酶解毒解毒 -解磷定解磷定(PAM)重金属离子及砷化合物重金属离子及砷化合物 巯基酶巯基酶解毒解毒 -二巯基丙醇二巯基丙醇(BAL)（一）不可逆性抑制剂与酶共价结合不可逆性抑制作用注意：注意：此类抑制作用并不都此类抑制作用并不都“不可逆不可逆”，应该说，应该说是是“很难可逆很难可逆”，临床经常使用一些针对性强的药物，去除临床经常使用一些针对性强的药物，去除此类抑制剂，恢复酶活性，从而达到治病此类抑制剂，恢复酶活性，从而达到治病救人的目的。救人的目的。注意：第三章酶(级临床医学)课件第三章酶(级临床医学)课件第三章酶(级临床医学)课件第三章酶(级临床医学)课件有机磷化合物有机磷化合物路易士气路易士气失活的酶失活的酶羟基酶羟基酶失活的酶失活的酶酸酸巯基酶巯基酶失活的酶失活的酶酸酸BAL巯基酶巯基酶BAL与砷剂结合物与砷剂结合物有机磷化合物路易士气失活的酶羟基酶失活的酶酸巯基酶失活的酶酸（二）（二）可逆性抑制剂与酶非共价可逆性抑制剂与酶非共价结合结合可逆性抑制作用可逆性抑制作用概念概念:抑制剂通常以非共价键与酶或酶抑制剂通常以非共价键与酶或酶-底物复合底物复合物可逆性结合，使酶的活性降低或消失；抑制物可逆性结合，使酶的活性降低或消失；抑制剂可用透析、超滤等方法除去。剂可用透析、超滤等方法除去。竞争性抑制竞争性抑制非竞争性抑制非竞争性抑制反竞争性抑制反竞争性抑制 *类型类型类型类型（二）可逆性抑制剂与酶非共价结合可逆性抑制作用竞争性抑制*注意：有抑制剂存在时，注意：有抑制剂存在时，Km值有时称为值有时称为“表观表观Km值值”。注意：有抑制剂存在时，Km值有时称为“表观Km值”。.竞争性抑制剂与底物竞争结竞争性抑制剂与底物竞争结竞争性抑制剂与底物竞争结竞争性抑制剂与底物竞争结合酶的活性中心合酶的活性中心合酶的活性中心合酶的活性中心 +IEIE+SE+PES反应模式反应模式竞争性抑制剂竞争性抑制剂竞争性抑制剂竞争性抑制剂概念概念:抑抑制制剂剂与与底底物物的的结结构构相相似似，能能与与底底物物竞竞争争酶酶的的活活性性中中心心，从从而而阻阻碍碍酶酶底底物物复复合合物物的的形形成成，使使酶酶的的活活性性降降低低。这这种种抑制作用称为竞争性抑制作用。抑制作用称为竞争性抑制作用。.竞争性抑制剂与底物竞争结合酶的活性中心+IEIE+注意：此类抑制剂只与游离的酶结合，由注意：此类抑制剂只与游离的酶结合，由于此类抑制剂于此类抑制剂I与底物与底物S都是结合于都是结合于酶活性中心的，因此其抑制程度取决于抑酶活性中心的，因此其抑制程度取决于抑制剂与酶的相对亲和力和与底物浓度的相制剂与酶的相对亲和力和与底物浓度的相对比例。对比例。注意：此类抑制剂只与游离的酶结合，由于此类抑制剂I与底物+E EE ES SI IESESEIEIEPEP+EESIESEIEP第三章酶(级临床医学)课件第三章酶(级临床医学)课件第三章酶(级临床医学)课件有竞争性抑制剂存在的曲线与无抑制剂的有竞争性抑制剂存在的曲线与无抑制剂的曲线相交于纵坐标曲线相交于纵坐标I/Vmax处，但横坐标的处，但横坐标的截距，因竞争性抑制存在变小，说明该抑截距，因竞争性抑制存在变小，说明该抑制作用并不影响酶促反应的最大速度，而制作用并不影响酶促反应的最大速度，而使使Km值变大。值变大。有竞争性抑制剂存在的曲线与无抑制剂的曲线相交于纵坐标I/Vm例：磺胺类药物等作用原理例：磺胺类药物等作用原理很多生物很多生物(人、细菌人、细菌)都需要四氢叶酸，并均可自身合成。都需要四氢叶酸，并均可自身合成。即利用体内即利用体内对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸等底物，在等底物，在二氢叶酸合成酶二氢叶酸合成酶作用作用下合成二氢叶酸，然后加氢还原为四氢叶酸。下合成二氢叶酸，然后加氢还原为四氢叶酸。而磺胺类药而磺胺类药物与物与对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸结构相似，能竞争性抑制结构相似，能竞争性抑制二氢叶酸合成二氢叶酸合成酶酶。但人获得四氢叶酸主要方式是从食物中获得叶酸，在体内但人获得四氢叶酸主要方式是从食物中获得叶酸，在体内转变为四氢叶酸，而细菌则不能。转变为四氢叶酸，而细菌则不能。例：磺胺类药物等作用原理很多生物(人、细菌)都需要四氢叶酸，第三章酶(级临床医学)课件磺胺类药物的抑菌机制磺胺类药物的抑菌机制:与与对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸竞争竞争二氢叶酸合成酶二氢叶酸合成酶对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸二氢蝶呤啶二氢蝶呤啶 谷氨酸谷氨酸二氢叶酸二氢叶酸合成酶合成酶二氢叶酸二氢叶酸对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸磺胺类药物的抑菌机制:对氨基苯甲酸二氢蝶呤啶谷氨酸二小结小结*特点特点b)b)抑抑制制程程度度取取决决于于抑抑制制剂剂与与酶酶的的相相对对亲亲和和力力及底物浓度；及底物浓度；a)I与与S结结构构类类似似，竞竞争争酶酶的的活活性性中心；中心；c)动动力力学学特特点点：Vmax不不变变，表表观观Km增大。增大。抑制剂抑制剂 无抑制剂无抑制剂 1/V1/S*特点抑制程度取决于抑制剂与酶的相对亲和力及底物浓度；I第三章酶(级临床医学)课件2.非竞争性抑制剂结合活性中心之外的调节位点非竞争性抑制剂结合活性中心之外的调节位点有有些些抑抑制制剂剂与与酶酶活活性性中中心心外外的的必必需需基基团团相相结结合合，不不影影响响酶酶与与底底物物的的结结合合，酶酶和和底底物物的的结结合合也也不不影影响响酶酶与与抑抑制制剂剂的的结结合合。底底物物和和抑抑制制剂剂之之间间无无竞竞争争关关系系。但但酶酶-底底物物-抑抑制制剂剂复复合合物物(ESI)不不能能进进一一步步释释放放出出产产物物。这这种抑制作用称作种抑制作用称作非竞争性抑制作用非竞争性抑制作用。2.非竞争性抑制剂结合活性中心之外的调节位点有些抑制剂与酶*反应模式反应模式E+SE+SESESE+PE+P+S S S S+S S S S+ESIESIEIEIE EESESE EP P+I IE EI I+S +S E EI IS S +I I*反应模式E+SESE+P+SS+SS+ESI注意：注意：此类抑制剂与此类抑制剂与E和和ES都结合。增都结合。增加加S并不能消除抑制作用。并不能消除抑制作用。注意：第三章酶(级临床医学)课件第三章酶(级临床医学)课件有非竞争性抑制剂存在的曲线与无抑制剂有非竞争性抑制剂存在的曲线与无抑制剂存在的曲线相交于横坐标存在的曲线相交于横坐标1/Km处，纵坐处，纵坐标截距，因非竞争性抑制剂的存在而变大，标截距，因非竞争性抑制剂的存在而变大，说明该抑制作用，并不影响底物与酶的亲说明该抑制作用，并不影响底物与酶的亲和力，而使酶促最大反应速度变小。和力，而使酶促最大反应速度变小。有非竞争性抑制剂存在的曲线与无抑制剂存在的曲线相交于横坐标*特点特点a)a)抑抑制制剂剂与与酶酶活活性性中中心心外外的的必必需需基基团团结结合合，底底物物与与抑抑制制剂剂之之间间无无竞竞争关系；争关系；b)b)抑抑制制程程度度取取决决于于抑制剂的浓度；抑制剂的浓度；c)动动力力学学特特点点：Vmax降降低低，表表观观Km不变。不变。抑制剂抑制剂 1/V 1/S 无抑制剂无抑制剂 *特点抑制剂与酶活性中心外的必需基团结合，底物与抑制剂之间总上所述，酶的竞争性和非竞争性抑制可总上所述，酶的竞争性和非竞争性抑制可通过双倒数作图加以区别。通过双倒数作图加以区别。Vmax不因竞争不因竞争性抑制剂的存在而改变，性抑制剂的存在而改变，Km则不因非竞争则不因非竞争性抑制剂的存在而改变。性抑制剂的存在而改变。总上所述，酶的竞争性和非竞争性抑制可通过双倒数作图加以区别。第三章酶(级临床医学)课件3.反竞争性抑制剂的结合位点由底物诱导产生反竞争性抑制剂的结合位点由底物诱导产生抑抑制制剂剂仅仅与与酶酶和和底底物物形形成成的的中中间间产产物物(ES)(ES)结结合合，使使中中间间产产物物ESES的的量量下下降降。这这样样，既既减减少少从从中中间间产产物物转转化化为为产产物物的的量量，也也同同时时减减少少从从中中间间产产物物解解离离出出游游离离酶酶和和底底物物的的量量。这这种种抑抑制制作作用用称称为为反反竞竞争争性抑制作用性抑制作用。3.反竞争性抑制剂的结合位点由底物诱导产生抑制剂仅与酶和底*反应模式反应模式E