第04章2-酶促反应动力学-3学时课件

第四章第四章 酶酶第一节第一节 酶通论酶通论第二节第二节 酶促反应动力学酶促反应动力学第三节第三节 酶作用机制和酶的调节酶作用机制和酶的调节1 1第二节第二节 酶促反应动力学酶促反应动力学7/8/20247/8/20242 2 酶促反应动力学酶促反应动力学是研究酶促反应速度及是研究酶促反应速度及其影响因素的科学，是酶工程研究中的一个其影响因素的科学，是酶工程研究中的一个重要内容。重要内容。F 底物浓度底物浓度F 酶浓度酶浓度F pHpHF 温度温度F 激活剂与抑制剂等激活剂与抑制剂等7/8/20247/8/20243 3（一）反应分子数（一）反应分子数1 1 单分子反应：单分子反应：仅有仅有1 1种反应分子参加的反应：种反应分子参加的反应：AP 如同分异构如同分异构反应速率方程：反应速率方程：v=k c v v：反应速率；：反应速率；k k反应速率常数；反应速率常数；c c反应物浓度。反应物浓度。2 2 双分子反应：双分子反应：有有2 2种反应分子参加的反应：种反应分子参加的反应：A+B P+Q反应速率方程：反应速率方程：v=k c1 c2一、化学动力学基础一、化学动力学基础7/8/20247/8/20244 4一、化学动力学基础一、化学动力学基础(二二)反应级数反应级数1 1 一级反应：一级反应：F 反应速率方程符合反应速率方程符合v=k c 的反应称为一的反应称为一级反应。级反应。F单分子反应。单分子反应。F蔗糖蔗糖 +水水 葡萄糖葡萄糖+果糖果糖 v=k v=k c c蔗糖蔗糖 c c水水 c c水水 c c蔗糖蔗糖 ，忽略，忽略c c水水的影响：的影响：v=k v=k c c蔗糖蔗糖 7/8/20247/8/20245 5 一、化学动力学基础一、化学动力学基础(二二)反应级数反应级数 2 2 二级反应：二级反应：F 反应速率方程符合反应速率方程符合v=k c1 c2的反应称为二级的反应称为二级反应。反应。F双分子反应。双分子反应。3 3 零级反应零级反应 反应速率与反应物浓度无关的反应称为零级反应反应速率与反应物浓度无关的反应称为零级反应.7/8/20247/8/20246 6二、底物浓度对酶反应速度的影响二、底物浓度对酶反应速度的影响（一）（一）中间络合物学说中间络合物学说S+E ES P+E首先首先酶酶(E)(E)与底物（与底物（S S）结合，）结合，生成不稳定的中间生成不稳定的中间产物产物(ES)(ES)，然后中间产物再分解成产物（然后中间产物再分解成产物（P P），），并释放出酶并释放出酶(E(E)中间产物学说的关键在于中间产物学说的关键在于中间产物的形成中间产物的形成。酶和底物可以通过共价键、。酶和底物可以通过共价键、氢键、离子键和和配位键等结合形成中间产物。中间产物的稳定性较低，氢键、离子键和和配位键等结合形成中间产物。中间产物的稳定性较低，易于分解成产物并使酶重新游离出来。易于分解成产物并使酶重新游离出来。HenriHenri和和wurtzwurtz7/8/20247/8/20247 77/8/20247/8/20248 8当底物浓度较低时当底物浓度较低时当底物浓度较低时当底物浓度较低时 v v 7/8/20247/8/20249 9随着底物浓度增加随着底物浓度增加随着底物浓度增加随着底物浓度增加 7/8/20247/8/20241010底物浓度增大到一定程度底物浓度增大到一定程度底物浓度增大到一定程度底物浓度增大到一定程度 7/8/20247/8/20241111在低底物浓度时在低底物浓度时,反应反应速度与底物浓度成正比速度与底物浓度成正比随着底物浓度的增高随着底物浓度的增高,反应反应速度不再成正比例加速速度不再成正比例加速当当底物浓度达到一定值底物浓度达到一定值,反应速度反应速度达到最大值（达到最大值（V Vmaxmax），此时再增加），此时再增加底物浓度，底物浓度，反应速度不再增加反应速度不再增加.v在其他因素不变的情况下，在其他因素不变的情况下，底物浓度对反应速度的影响底物浓度对反应速度的影响呈呈矩形双曲线关系矩形双曲线关系。二二 底物浓度与反应速率底物浓度与反应速率S+E ES P+E底物浓度对酶催化反应初速率的影响底物浓度对酶催化反应初速率的影响底物浓度对酶催化反应初速率的影响底物浓度对酶催化反应初速率的影响7/8/20247/8/20241212S+E ES P+E7/8/20247/8/202413131913191319131913年年年年MichaelisMichaelisMichaelisMichaelis和和和和MentenMentenMentenMenten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式式式，简简简简称称称称米米米米氏氏氏氏方方方方程程程程式式式式(MichaelisMichaelisMichaelisMichaelis equation)equation)equation)equation)。后来又有人进行了修正。后来又有人进行了修正。后来又有人进行了修正。后来又有人进行了修正.SS：底物浓度底物浓度 V V：不同不同SS时的反应速度时的反应速度VmaxVmax：最大反应速度最大反应速度(maximum velocity)(maximum velocity)m m：米氏常数米氏常数(MichaelisMichaelis constant)constant)米氏方程米氏方程（二）、酶促反应的动力学方程式（二）、酶促反应的动力学方程式 二、底物浓度对酶反应速度的影响二、底物浓度对酶反应速度的影响1414根据中间产物学说，酶促反应分两步进行根据中间产物学说，酶促反应分两步进行根据中间产物学说，酶促反应分两步进行根据中间产物学说，酶促反应分两步进行:1 1 米氏方程的推导：米氏方程的推导：E+S ES P+Ek1k3k2 反应初始阶段，反应初始阶段，反应初始阶段，反应初始阶段，P P P P很小，很小，很小，很小，P+EP+EP+EP+E形成形成形成形成ESESESES的速度极的速度极的速度极的速度极小，故可以忽略不计小，故可以忽略不计小，故可以忽略不计小，故可以忽略不计,酶促反应速率：酶促反应速率：酶促反应速率：酶促反应速率：V=V=V=V=k k k k3 3 3 3ESESESESESESESES生成速度生成速度生成速度生成速度 V V V V1 1 1 1=k k k k1 1 1 1EEEESSSSESESESES分解速度分解速度分解速度分解速度 V V V V2 2 2 2=k k k k2 2 2 2ESESESES+k+k+k+k3 3 3 3ESESESES（二）、酶促反应的动力学方程式（二）、酶促反应的动力学方程式 二、二、底物浓度对酶反应速度的影响底物浓度对酶反应速度的影响k4S:substrateS:substrateP:productP:productE:enzymeE:enzyme15151 米氏方程的推导：米氏方程的推导：E+S ES P+Ek1k3k2（二）、酶促反应的动力学方程式（二）、酶促反应的动力学方程式 二、二、底物浓度对酶反应速度的影响底物浓度对酶反应速度的影响 反应进行一定时间后，反应进行一定时间后，ESES的生成速度和的生成速度和ESES的的分解速度相等，亦即分解速度相等，亦即ESES的净生成速度为零，此的净生成速度为零，此时时ESES的浓度不再改变，达到恒态，也称的浓度不再改变，达到恒态，也称稳态稳态稳态稳态。k k k k1 1 1 1ES=kES=kES=kES=k2 2 2 2ES+kES+kES+kES+k3 3 3 3ESESESES16167/8/20247/8/20241717 SE,SE,当当SS为极大时，全部为极大时，全部E E均转为均转为ESES，ESESEtEt，此时，此时V V即为最大速度即为最大速度VmaxVmax，亦即，亦即V VVmaxVmax7/8/20247/8/20241818米氏方程米氏方程SS：底物浓度底物浓度 V V：不同不同SS时的反应速度时的反应速度VmaxVmax：最大反应速度最大反应速度(maximum velocity)(maximum velocity)m m：米氏常数米氏常数(MichaelisMichaelis constant)constant)1919 反应刚刚开始，产物的生成量极少，反应刚刚开始，产物的生成量极少，逆反应逆反应可不予考虑可不予考虑。SESE 反应达到稳态,指反应进行一定时间后，指反应进行一定时间后，ESES的生成速度和的生成速度和ESES的分解速度相等的分解速度相等，亦即，亦即ESES的净的净生成速度为零，此时生成速度为零，此时ESES的浓度不再改变的浓度不再改变，达到，达到恒态，也称稳态。恒态，也称稳态。米氏方程式推导基于以下米氏方程式推导基于以下前提k1k3E+S ES P+Ek2k42020酶催化的反应中各成份的变化酶催化的反应中各成份的变化S+E ES E+PS+E ES E+PS:substrateS:substrateP:productP:productE:enzymeE:enzyme发生在发生在发生在发生在很短的很短的很短的很短的时间内时间内时间内时间内7/8/20247/8/20242121Km:Km:米氏常数米氏常数,三个速率常数的复合常数。三个速率常数的复合常数。当当SSKmKm时，时，v=(v=(Vmax/Km)Vmax/Km)SS,即即v v正比于正比于SS；SSKmKm时，时，v v VmaxVmax,即即v v与与SS无关；无关；当当S=KmS=Km时，时，v=Vmax/2v=Vmax/2。米氏方程式解释：米氏方程式解释：米氏方程米氏方程米氏方程米氏方程表明了当Km和Vmax都已知时，酶反应速度与底物浓度间的定量关系等于等于(k3k2)k1.V=VmaxSKm+SKmKm值：值：是当是当酶促反应速度达到最大反应速度一半时酶促反应速度达到最大反应速度一半时的的底底物浓度物浓度。它的单位是。它的单位是mol/Lmol/L,与底物浓度的单位一样。与底物浓度的单位一样。2222KmKm值是当酶促反应速度达到最值是当酶促反应速度达到最大反应速度一半时的底物浓度大反应速度一半时的底物浓度.7/8/20247/8/20242323SKmSKmSKmS=KmS=Km7/8/20247/8/202424242 2 动力学参数的意义动力学参数的意义a.a.a.a.不同的酶具有不同不同的酶具有不同不同的酶具有不同不同的酶具有不同KmKmKmKm值，它是酶的一个重要的值，它是酶的一个重要的值，它是酶的一个重要的值，它是酶的一个重要的特特特特征物理常数征物理常数征物理常数征物理常数,只与酶的性质有关，而与其浓度无关只与酶的性质有关，而与其浓度无关只与酶的性质有关，而与其浓度无关只与酶的性质有关，而与其浓度无关.b.Kmb.Kmb.Kmb.Km值只是在固定的底物，一定的温度和值只是在固定的底物，一定的温度和值只是在固定的底物，一定的温度和值只是在固定的底物，一定的温度和pHpHpHpH条件下，条件下，条件下，条件下，一定的缓冲体系中测定的，一定的缓冲体系中测定的，一定的缓冲体系中测定的，一定的缓冲体系中测定的，不同不同不同不同条件条件条件条件下具有不同下具有不同下具有不同下具有不同的的的的KmKmKmKm值。值。值。值。c.c.c.c.同一种酶有几种底物就有几个同一种酶有几种底物就有几个同一种酶有几种底物就有几个同一种酶有几种底物就有几个KmKmKmKm值，其中值，其中值，其中值，其中KmKmKmKm值最值最值最值最小的底物小的底物小的底物小的底物一般称为该酶的一般称为该酶的一般称为该酶的一般称为该酶的最适底物或天然底物最适底物或天然底物最适底物或天然底物最适底物或天然底物.S+E ES P+E(1)(1)(1)(1)米氏常数米氏常数米氏常数米氏常数KmKmKmKm的意义的意义的意义的意义 V=VmaxSKm+S7/8/20247/8/202425252 2 动力学参数的意义动力学参数的意义c.c.c.c.同一种酶有几种底物就有几个同一种酶有几种底物就有几个同一种酶有几种底物就有几个同一种酶有几种底物就有几个KmKmKmKm值，其中值，其中值，其中值，其中KmKmKmKm值最值最值最值最小的底物小的底物小的底物小的底物一般称为该酶的一般称为该酶的一般称为该酶的一般称为该酶的最适底物或天然底物最适底物或天然底物最适底物或天然底物最适底物或天然底物.d.d.一般情况下，一般情况下，1/Km1/Km可以近似地表示酶对底物的亲可以近似地表示酶对底物的亲和力大小，和力大小，1/Km1/Km愈大，表明亲和力愈大。愈大，表明亲和力愈大。e.e.e.e.可逆反应中可逆反应中可逆反应中可逆反应中,两个两个两个两个KmKmKmKm值中最小的反应方向是该值中最小的反应方向是该值中最小的反应方向是该值中最小的反应方向是该酶酶酶酶促反应的主要方向促反应的主要方向促反应的主要方向促反应的主要方向.f.f.f.f.如如如如果代谢途径各酶的果代谢途径各酶的果代谢途径各酶的果代谢途径各酶的KmKmKmKm值已知值已知值已知值已知,Km,Km,Km,Km值最大的酶是值最大的酶是值最大的酶是值最大的酶是限速酶限速酶限速酶限速酶。(1)(1)(1)(1)米氏常数的意义米氏常数的意义米氏常数的意义米氏常数的意义 S+E ES P+EV=VmaxSKm+S7/8/20247/8/20242626例例例例2 2 2 2：当反应速度达到最大反应速度的当反应速度达到最大反应速度的当反应速度达到最大反应速度的当反应速度达到最大反应速度的90%90%90%90%，则，则，则，则底物浓度为底物浓度为底物浓度为底物浓度为_v v v v=V V V Vmaxmaxmaxmax SSSSK K K Km m m m +SSSS*KmKmKmKm和米氏方程的实际应用和米氏方程的实际应用和米氏方程的实际应用和米氏方程的实际应用 若已知某个酶的若已知某个酶的若已知某个酶的若已知某个酶的KmKmKmKm值，可以计算在某一个底物值，可以计算在某一个底物值，可以计算在某一个底物值，可以计算在某一个底物浓度时，反应速度相当于最大反应速度的百分率。浓度时，反应速度相当于最大反应速度的百分率。浓度时，反应速度相当于最大反应速度的百分率。浓度时，反应速度相当于最大反应速度的百分率。例例例例1 1 1 1：当底物浓度等于：当底物浓度等于：当底物浓度等于：当底物浓度等于0.25Km0.25Km0.25Km0.25Km时，反应初速度与时，反应初速度与时，反应初速度与时，反应初速度与 最大反应速度的比值是最大反应速度的比值是最大反应速度的比值是最大反应速度的比值是_。7/8/20247/8/20242727V V maxmax:一定酶浓度一定酶浓度V V maxmax常数，与底物种类、反应条件有关常数，与底物种类、反应条件有关 V=KV=K3 3ES ES VmaxVmax=K=K3 3EEt t K K3 3：酶被底物饱和，每秒钟每个酶分子转换底物的分子数酶被底物饱和，每秒钟每个酶分子转换底物的分子数 转换数（转换数（TNTN，或，或催化常数，催化常数，KcatKcat）K Kcatcat越大，催化效率越高越大，催化效率越高(2)Vmax与与K3（Kcat）的意义的意义7/8/20247/8/20242828Kcat/Km Kcat/Km：represents actual catalytic efficiency because in vivo ：S/Km=0.01S/Km=0.011.01.0SKmSISISISI：高浓度的底物可解除抑制高浓度的底物可解除抑制7/8/20247/8/20245454l l竞争性抑制作用的竞争性抑制作用的LineweaverLineweaverBurkBurk图图 ：1/Vmax(表观）表观）Km值增大值增大Vmax值不变值不变5555(表观表观)Km值增大值增大Vmax值不变值不变KmKm随随II浓度的增大而增大浓度的增大而增大7/8/20247/8/20245656 特点特点 竞争性抑制剂往往是酶的竞争性抑制剂往往是酶的底底 物结构类似物物结构类似物；抑制剂与酶的结合部位与底抑制剂与酶的结合部位与底 物与酶的物与酶的结合部位相同结合部位相同 酶的活性中心酶的活性中心 抑制作用可以被抑制作用可以被高浓度的底高浓度的底 物减低以致消除物减低以致消除；(表观）表观）KmKm值增大，值增大，VmaxVmax值不值不 变变5757*竟争性抑制竟争性抑制举例举例 1.1.丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制琥珀酸琥珀酸琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶FADFADH2延胡索酸延胡索酸7/8/20247/8/20245858人体细胞的叶酸由食物获得，人体细胞的叶酸由食物获得，不受磺胺类药物的抑制不受磺胺类药物的抑制磺胺类药物磺胺类药物27/8/20247/8/20245959（2 2）非竟争性抑制非竟争性抑制 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，即底物和抑制剂没有竞，即底物和抑制剂没有竞争作用争作用。酶与抑制剂结合后，还可与底物结合；酶与底物结。酶与抑制剂结合后，还可与底物结合；酶与底物结合后，也可再结合抑制剂，但是合后，也可再结合抑制剂，但是三元的中间产物不能进一步三元的中间产物不能进一步分解为产物分解为产物，所以酶活性降低。，所以酶活性降低。三、酶的抑制作用2.可逆抑制作用7/8/20247/8/20246060v非竞争性抑制的特点：非竞争性抑制的特点：非非竞竞争争性性抑抑制制剂剂的的化化学学结结构构不不一一定定与与底底物物的的分分子结构类似；子结构类似；抑制剂与酶的活性中心外的位点结合抑制剂与酶的活性中心外的位点结合；抑抑制制剂剂对对酶酶与与底底物物的的结结合合无无影影响响，故故底底物物浓浓度度的改变对抑制程度无影响；的改变对抑制程度无影响；抑制程度取决于抑制剂的浓度抑制程度取决于抑制剂的浓度 动力学参数：动力学参数：KmKm值不变，值不变，VmVm值降低值降低。7/8/20247/8/20246161 加入非竞争性抑制剂后，Km 不变，而Vmax减小。7/8/20247/8/20246262l l非竞争性抑制作用的非竞争性抑制作用的LineweaverLineweaverBurkBurk图图 ：加入非竞争性抑制剂后，Km 不变，而Vmax减小。7/8/20247/8/20246363 非竞争性抑制剂与酶活非竞争性抑制剂与酶活性中心以外的基团结合。性中心以外的基团结合。这类抑制作用不会因提高这类抑制作用不会因提高底物浓度而减弱底物浓度而减弱7/8/20247/8/20246464重金属离子的抑制重金属离子的抑制7/8/20247/8/20246565（3）反竞争性抑制 酶只有与底物结合后才与抑制剂结合酶只有与底物结合后才与抑制剂结合，形成，形成的的三元中间产物不能进一步分解为产物三元中间产物不能进一步分解为产物。反竞争性抑反竞争性抑制作用常见于制作用常见于多底物反应中，多底物反应中，而在单底物反而在单底物反应中比较少见。应中比较少见。三、酶的抑制作用(二)抑制作用的类型2.可逆抑制作用7/8/20247/8/202466667/8/20247/8/20246767 加入非竞争性抑制剂后，Km减小，而Vmax减小。7/8/20247/8/20246868l l反竞争性抑制作用的反竞争性抑制作用的反竞争性抑制作用的反竞争性抑制作用的LineweaverLineweaverLineweaverLineweaverBurkBurkBurkBurk图图图图 ：加入反竞争性抑制剂，加入反竞争性抑制剂，使使KmKm和和VmaxVmax均减小均减小7/8/20247/8/20246969K Km m不变不变,V Vmaxmax减小减小酶促反应速度下降酶促反应速度下降7/8/20247/8/20247070(三三)可逆、不可逆抑制作用的鉴别可逆、不可逆抑制作用的鉴别1 1、透析、超滤、凝胶过滤等、透析、超滤、凝胶过滤等2 2、V-EV-E速度曲线速度曲线 P370 P370 图图9-18 9-18 图图9-199-193 3、可逆抑制剂的动力学曲线可以区分、可逆抑制剂的动力学曲线可以区分7/8/20247/8/202471717/8/20247/8/20247272竞争性抑制竞争性抑制反竞争性抑制反竞争性抑制非竞争性抑制非竞争性抑制7/8/20247/8/20247373v 可逆抑制的动力学比较抑制类型抑制类型 VmaxVmax Km Km无抑制剂无抑制剂无抑制剂无抑制剂 VmaxVmax Km Km竞争性抑制竞争性抑制竞争性抑制竞争性抑制 不变不变不变不变 变大变大变大变大非竞争性抑制非竞争性抑制非竞争性抑制非竞争性抑制 变小变小变小变小 不变不变不变不变 反竞争性抑制反竞争性抑制反竞争性抑制反竞争性抑制 变小变小变小变小 变小变小变小变小 （四）可逆抑制作用的动力学三、酶的抑制作用7/8/20247/8/20247474研究抑制剂对酶的作用有重大实践的意义研究抑制剂对酶的作用有重大实践的意义（1 1 1 1）药物作用机理和抑制剂型）药物作用机理和抑制剂型）药物作用机理和抑制剂型）药物作用机理和抑制剂型药物的设计药物的设计药物的设计药物的设计与开发：与开发：与开发：与开发：抗癌药。抗癌药。抗癌药。抗癌药。（2 2 2 2）了解生物体的）了解生物体的）了解生物体的）了解生物体的代谢代谢代谢代谢途径，进行人为途径，进行人为途径，进行人为途径，进行人为调控调控调控调控或代谢或代谢或代谢或代谢控制发酵。控制发酵。控制发酵。控制发酵。（3 3 3 3）通过抑制剂试验研究酶活性中心的构象及其化）通过抑制剂试验研究酶活性中心的构象及其化）通过抑制剂试验研究酶活性中心的构象及其化）通过抑制剂试验研究酶活性中心的构象及其化学功能基团，不仅可以设计农药，而且也是酶工学功能基团，不仅可以设计农药，而且也是酶工学功能基团，不仅可以设计农药，而且也是酶工学功能基团，不仅可以设计农药，而且也是酶工程和化学修饰酶、酶工业的基础。程和化学修饰酶、酶工业的基础。程和化学修饰酶、酶工业的基础。程和化学修饰酶、酶工业的基础。7/8/20247/8/20247575（五）一些重要的抑制剂（五）一些重要的抑制剂(1)(1)非专一性不可逆抑制剂非专一性不可逆抑制剂 作用于酶的一类或几类基团（包含必需基团）作用于酶的一类或几类基团（包含必需基团）a.a.有机磷化合物有机磷化合物与酶活性直接有关的丝氨酸上与酶活性直接有关的丝氨酸上的的-OH-OH牢固地结合，从而抑制某些牢固地结合，从而抑制某些蛋白酶或酯酶蛋白酶或酯酶。（敌百虫、敌敌畏、农药（敌百虫、敌敌畏、农药16051605等）等）b.b.有机汞、有机砷化合物有机汞、有机砷化合物与酶蛋白上的与酶蛋白上的-SH-SH作作用，从而抑制用，从而抑制含含-SH-SH酶酶的活性。的活性。（对氯汞苯甲酸）（对氯汞苯甲酸）三、酶的抑制作用1.不可逆抑制剂 7/8/20247/8/20247676路易士气路易士气失活的酶失活的酶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7/8/20247/8/20247777c.c.重金属重金属AgAg、CuCu、HgHg等盐等盐能使大多数酶失活能使大多数酶失活，加，加入入EDTAEDTA可以除去。可以除去。d.d.烷化剂烷化剂这一类试剂中往往含这一类试剂中往往含一个活泼的卤素原一个活泼的卤素原子子，如碘乙酸、碘乙酰胺和，如碘乙酸、碘乙酰胺和2 2，4-4-二硝基氟苯等，使二硝基氟苯等，使酶蛋白中的酶蛋白中的 SHSH、-NH-NH2 2、-OH-OH等发生烷基化，等发生烷基化，失活。失活。e.e.氰化物、硫化物和氰化物、硫化物和COCO这类物质能与酶中的金属这类物质能与酶中的金属离子形成较为稳定的络合物，使酶的活性受到抑制。离子形成较为稳定的络合物，使酶的活性受到抑制。f.f.青霉素青霉素抗菌素类药物，与抗菌素类药物，与糖肽转肽酶糖肽转肽酶活性部位活性部位Ser-OHSer-OH共价结合，使酶失活。共价结合，使酶失活。（五）一些重要的抑制剂三、酶的抑制作用1.不可逆抑制剂 78787/8/20247/8/20247979(2)(2)专一性不可逆抑制剂专一性不可逆抑制剂专一作于酶活性部位的必需基团反应专一作于酶活性部位的必需基团反应 KsKs型不可逆型不可逆I Iu 与底物结构相似与底物结构相似u 与酶活性中心、中心外必需基团反应与酶活性中心、中心外必需基团反应胰蛋白酶的底物及其胰蛋白酶的底物及其KsKs型不可逆抑制剂型不可逆抑制剂7/8/20247/8/20248080 KcatKcat型不可逆型不可逆I I（自杀性底物（自杀性底物,suicide substrate,suicide substrate）与底物结构相似与底物结构相似 不仅与酶结合，且本身也是酶的底物，能被酶催化反应。不仅与酶结合，且本身也是酶的底物，能被酶催化反应。具有潜伏反应基团，与活性中心必需基团不可逆结合具有潜伏反应基团，与活性中心必需基团不可逆结合,从而使酶失活。从而使酶失活。-氯代氯代-D-Ala-D-Ala抑制丙氨酸消旋酶抑制丙氨酸消旋酶7/8/20247/8/202481812 2、可逆、可逆I I 竞争性竞争性I I（Competitive inhibitionCompetitive inhibition）代谢类似物代谢类似物抗菌、抗癌抗菌、抗癌 抗癌药抗癌药:氨基叶酸、阿拉伯糖胞苷、氨基叶酸、阿拉伯糖胞苷、5-5-氟尿嘧啶等氟尿嘧啶等 磺胺类药物及作用机理磺胺类药物及作用机理7/8/20247/8/20248282n n影响酶促反应速率的因素：影响酶促反应速率的因素：底物浓度底物浓度SS 抑制剂抑制剂 反应温度反应温度 pH pH 值值 激活剂激活剂7/8/20247/8/20248383四、温度对酶反应的影响四、温度对酶反应的影响1 1T T对酶促反应的影响对酶促反应的影响 提高提高T T，加快反应速度，加快反应速度 提高提高T T，酶变性失活，酶变性失活温度系数温度系数Q Q1010：T T升高升高1010，反应速度与原反应速度之比，反应速度与原反应速度之比 一般：一般：1 12 2影响因素：影响因素：非酶的特征常数非酶的特征常数 与与S S种类、种类、t t、pHpH、I I等有关等有关7/8/20247/8/20248484酶的最适温度酶的最适温度:酶活性最高时的温度酶活性最高时的温度,也即酶的催化效率最高也即酶的催化效率最高,酶促反应速度最大时的温度。酶促反应速度最大时的温度。四、温度对酶反应的影响四、温度对酶反应的影响7/8/20247/8/202485852 2、酶的稳定性温度、酶的稳定性温度 某一时间范围内，酶活性不降低的最高温度某一时间范围内，酶活性不降低的最高温度保存保存 液体酶制剂：液体酶制剂：低温短暂保存低温短暂保存 冻干粉：冻干粉：低温冰箱，较长期保存低温冰箱，较长期保存7/8/20247/8/20248686n n影响酶促反应速率的因素：影响酶促反应速率的因素：底物浓度底物浓度SS 抑制剂抑制剂 反应温度反应温度 pH pH 值值 激活剂激活剂A A7/8/20247/8/20248787五、五、pHpH对酶促反应速度的影响对酶促反应速度的影响1.pH1.pH对酶活力的影响机制对酶活力的影响机制 影响酶构象影响酶构象，过酸、过碱，过酸、过碱变性变性 影响酶（活性中心）、底物解离，最终影响影响酶（活性中心）、底物解离，最终影响ESES形成形成 影响酶、底物其它基团解离影响酶、底物其它基团解离7/8/20247/8/202488882 2酶的最适酶的最适pHpH和稳定性和稳定性pHpH最适最适pHpH：酶促反应速度达到最大时的介质酶促反应速度达到最大时的介质pHpH pH-pH-pH-pH-酶活曲线酶活曲线酶活曲线酶活曲线大部分大部分大部分大部分钟形钟形钟形钟形，也有半钟形、直线形，也有半钟形、直线形，也有半钟形、直线形，也有半钟形、直线形 最适最适pHpH与最与最适温度一样，也适温度一样，也不是一个固定的不是一个固定的常数，它随底物常数，它随底物的种类、浓度的种类、浓度,溶液的离子强度、溶液的离子强度、pH,pH,反应时间等反应时间等的影响。的影响。7/8/20247/8/20248989n n影响酶促反应速率的因素：影响酶促反应速率的因素：底物浓度底物浓度SS 抑制剂抑制剂 反应温度反应温度 pH pH 值值 激活剂激活剂 7/8/20247/8/20249090六、激活剂对酶反应的影响六、激活剂对酶反应的影响激活剂：激活剂：能够提高酶活性的物质能够提高酶活性的物质1.1.无机离子无机离子 （1 1）一些金属离子，如）一些金属离子，如NaNa+、K K+、MgMg2+2+、CaCa2+2+、CuCu2+2+、ZnZn2+2+、FeFe2+2+等。等。（2 2）阴离子：如）阴离子：如ClCl-、BrBr-、I I-、CNCN-等等 2.2.有机分子有机分子3.3.具有蛋白质性质的大分子具有蛋白质性质的大分子:如酶原可被一些如酶原可被一些 蛋白酶激活，蛋白酶可看作为激活剂。蛋白酶激活，蛋白酶可看作为激活剂。（2 2）EDTAEDTA（1 1）某些还原剂如）某些还原剂如CysCys、GSHGSH等等7/8/20247/8/20249191