酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)

1、第9章 酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 一、一、化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 二、底物濃度對(duì)酶反應(yīng)速率的影響二、底物濃度對(duì)酶反應(yīng)速率的影響 三、酶的抑制作用三、酶的抑制作用 四、溫度對(duì)酶反應(yīng)的影響四、溫度對(duì)酶反應(yīng)的影響 五、五、pH對(duì)酶反應(yīng)的影響對(duì)酶反應(yīng)的影響 六、激活劑對(duì)酶反應(yīng)的影響六、激活劑對(duì)酶反應(yīng)的影響 (kinetics of enzyme-catalyzed reaction) 研究酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的意義 酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)是研究酶促反應(yīng)的速率以及影酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)是研究酶促反應(yīng)的速率以及影 響此速率的各種因素的科學(xué)。在研究酶的結(jié)構(gòu)與功響此速率的各種因素的科學(xué)。在研究酶的結(jié)構(gòu)與功 能的關(guān)系以及酶的作用機(jī)制時(shí)

2、，需要?jiǎng)恿W(xué)提供實(shí)能的關(guān)系以及酶的作用機(jī)制時(shí)，需要?jiǎng)恿W(xué)提供實(shí) 驗(yàn)證據(jù)；為發(fā)揮酶催化反應(yīng)的高效率，尋找最有利驗(yàn)證據(jù)；為發(fā)揮酶催化反應(yīng)的高效率，尋找最有利 的反應(yīng)條件；為了解酶在代謝中的作用和某些藥物的反應(yīng)條件；為了解酶在代謝中的作用和某些藥物 的作用機(jī)制等，都需要掌握酶促反應(yīng)速率的規(guī)律。的作用機(jī)制等，都需要掌握酶促反應(yīng)速率的規(guī)律。 二、底物濃度對(duì)酶反應(yīng) 速率的影響 酶反應(yīng)速率對(duì)底物濃度作圖 中間復(fù)合物學(xué)說(shuō) 為了解釋這個(gè)現(xiàn)象，為了解釋這個(gè)現(xiàn)象，Henri和和Wurtz提出了提出了 酶底物復(fù)合物學(xué)說(shuō)。該學(xué)說(shuō)認(rèn)為，當(dāng)酶催化酶底物復(fù)合物學(xué)說(shuō)。該學(xué)說(shuō)認(rèn)為，當(dāng)酶催化 反應(yīng)時(shí)，酶首先與底物結(jié)合，生成酶底物復(fù)

3、反應(yīng)時(shí)，酶首先與底物結(jié)合，生成酶底物復(fù) 合物，然后生成產(chǎn)物，并釋放出酶。反應(yīng)用下合物，然后生成產(chǎn)物，并釋放出酶。反應(yīng)用下 式表示：式表示： S + E ES P + E 酶底物中間復(fù)合物存在的證據(jù) 電子顯微鏡和電子顯微鏡和X光衍射直接觀察到酶與底物的復(fù)光衍射直接觀察到酶與底物的復(fù) 合物。合物。 酶與底物結(jié)合后光譜發(fā)生變化。酶與底物結(jié)合后光譜發(fā)生變化。 溶解度或熱穩(wěn)定性在加入底物后發(fā)生變化。溶解度或熱穩(wěn)定性在加入底物后發(fā)生變化。 分離到了酶底物復(fù)合物。分離到了酶底物復(fù)合物。 超離心沉降過(guò)程中，可觀察到酶和底物共沉降的超離心沉降過(guò)程中，可觀察到酶和底物共沉降的 現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 平衡透析時(shí)，觀察到底物

4、在半透膜兩側(cè)濃度不相平衡透析時(shí)，觀察到底物在半透膜兩側(cè)濃度不相 同同( (半透膜的一側(cè)有酶，另一側(cè)無(wú)酶，有酶一側(cè)底半透膜的一側(cè)有酶，另一側(cè)無(wú)酶，有酶一側(cè)底 物濃度高于無(wú)酶一側(cè)物濃度高于無(wú)酶一側(cè)) )。 （1）平衡學(xué)說(shuō) （Henri，Michaelis和和Menten方程）方程） 1902年年Henri和和Brown提出了酶催化的反應(yīng)提出了酶催化的反應(yīng) 機(jī)理機(jī)理 1913年年Michaelis和和Menten完善了這個(gè)理論，完善了這個(gè)理論， 他們認(rèn)為酶反應(yīng)的第一步是快速可逆的平衡，他們認(rèn)為酶反應(yīng)的第一步是快速可逆的平衡， 第二步慢，為限速反應(yīng)。第二步慢，為限速反應(yīng)。 平衡學(xué)說(shuō)推導(dǎo)反應(yīng)速度方程 的

5、假設(shè)前提 在推導(dǎo)動(dòng)力學(xué)方程時(shí)，有幾點(diǎn)假設(shè)：在推導(dǎo)動(dòng)力學(xué)方程時(shí)，有幾點(diǎn)假設(shè)： 第一步迅速平衡，第二步慢，即第一步迅速平衡，第二步慢，即 k3 E，S ES。 酶以酶以E和和ES兩種狀態(tài)存在。兩種狀態(tài)存在。 根據(jù)平衡學(xué)說(shuō)推導(dǎo)速度方程 設(shè)設(shè)Vf 為為E與與S結(jié)合的速度，結(jié)合的速度，Vr 為為ES解離的速度，解離的速度， 則則Vfk 1 ( E0ES )( SES ) Vrk 2 ES 平衡時(shí)平衡時(shí)VfVr k 1 ( E0ES )( SES ) k 2 ES 又又 S ES SESS 根據(jù)平衡學(xué)說(shuō)推導(dǎo)速度方程 k1 ( E0ES ) S k 2 ES 解出解出 ES 得得 ) ( 0 1 2 ES

6、SESE k k 1 2 0 S k k SE ES 令令 ， 則則 1 2 k k K s 0 SK SE ES S 根據(jù)平衡學(xué)說(shuō)推導(dǎo)速度方程 由于由于V = k 3 ES，代入前式，代入前式 得得 因?yàn)楫?dāng)所有的因?yàn)楫?dāng)所有的E都成為都成為ES時(shí)，可達(dá)最大反應(yīng)時(shí)，可達(dá)最大反應(yīng) 速度，即速度，即Vm = k 3 E0 ，所以，所以 這就是米氏方程。這就是米氏方程。 03 SK SEk V S SK SV V S m 0 SK SE ES S 米氏方程 SK SV V s m 米氏方程是一個(gè)雙曲線方程，若以米氏方程是一個(gè)雙曲線方程，若以SS為自變?yōu)樽宰?量，量，V V為因變量，可以作出雙曲線，與實(shí)

7、驗(yàn)測(cè)得的為因變量，可以作出雙曲線，與實(shí)驗(yàn)測(cè)得的 結(jié)果相符。結(jié)果相符。 （2）穩(wěn)態(tài)理論 1925年，年，Briggs和和Haldane提出了穩(wěn)態(tài)（提出了穩(wěn)態(tài)（steady state）理論，對(duì)米氏方程做了一項(xiàng)很重要的修正：）理論，對(duì)米氏方程做了一項(xiàng)很重要的修正： 在在 反應(yīng)式中，反應(yīng)式中，k3值值 不小，后一步驟不是限速步驟。不小，后一步驟不是限速步驟。 所謂穩(wěn)態(tài)是指反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后，系統(tǒng)中的所謂穩(wěn)態(tài)是指反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后，系統(tǒng)中的 酶底物復(fù)合物濃度由零逐漸增加到一定數(shù)值，然酶底物復(fù)合物濃度由零逐漸增加到一定數(shù)值，然 后保持不變，即處于穩(wěn)態(tài)水平，后保持不變，即處于穩(wěn)態(tài)水平，此時(shí)此時(shí)ES的解離和

8、分的解離和分 解速率之和等于解速率之和等于ES的形成速率的形成速率， 根據(jù)穩(wěn)態(tài)學(xué)說(shuō)推導(dǎo)速度方程 產(chǎn)生產(chǎn)生ES的速率的速率 消耗消耗ES的速率的速率 穩(wěn)態(tài)時(shí)穩(wěn)態(tài)時(shí) 所以所以 32ESkESk dt ESd 0 dt ESd )( 01 SESEk dt ESd )( 3201 ESkESkSESEk 根據(jù)穩(wěn)態(tài)學(xué)說(shuō)推導(dǎo)速度方程 移項(xiàng)得移項(xiàng)得 1 320 )( k kk ES SESE )( 3201 ESkESkSESEk 令令 ，代入上式得，代入上式得 1 32 k kk Km m K ES SESE )( 0 將上式中的將上式中的ES解出得解出得 0 SK SE ES m 此此ES即為穩(wěn)態(tài)時(shí)的

9、復(fù)合物濃度。即為穩(wěn)態(tài)時(shí)的復(fù)合物濃度。 根據(jù)穩(wěn)態(tài)學(xué)說(shuō)推導(dǎo)速度方程 因?yàn)槊阜磻?yīng)速率與因?yàn)槊阜磻?yīng)速率與ES成正比，即成正比，即 所以所以 3 ESkV 03 SK SEk V m 0 SK SE ES m 又因?yàn)楫?dāng)所有的酶都與底物結(jié)合形成復(fù)合物時(shí)，又因?yàn)楫?dāng)所有的酶都與底物結(jié)合形成復(fù)合物時(shí)， 反應(yīng)速率達(dá)到最大，即反應(yīng)速率達(dá)到最大，即 ，代入上式得，代入上式得 03 EkVm SK SV V m m SK SV V s m （穩(wěn)態(tài)法）（穩(wěn)態(tài)法）（快速平衡法）（快速平衡法） 兩個(gè)米氏方程的區(qū)別 這兩個(gè)方程的區(qū)別就在于快速平衡法推導(dǎo)這兩個(gè)方程的區(qū)別就在于快速平衡法推導(dǎo) 的方程中米氏常數(shù)是的方程中米氏常數(shù)是K

10、s，而穩(wěn)態(tài)法推導(dǎo)的米氏，而穩(wěn)態(tài)法推導(dǎo)的米氏 方程中米氏常數(shù)是方程中米氏常數(shù)是Km。 1 2 k k Ks 1 32 k kk Km Ks是是 ES 的解離平衡常數(shù)的解離平衡常數(shù) 米氏方程的幾個(gè)特點(diǎn) 從米氏方程中可以看出：從米氏方程中可以看出： 當(dāng)當(dāng)S Km時(shí)，時(shí)， ，反應(yīng)速率達(dá)到，反應(yīng)速率達(dá)到 最大，并與底物濃度無(wú)關(guān)，屬零級(jí)反應(yīng)；最大，并與底物濃度無(wú)關(guān)，屬零級(jí)反應(yīng)； 當(dāng)當(dāng)S = Km時(shí)，時(shí)， ，所以，所以，Km的意的意 義是使反應(yīng)速率達(dá)到最大反應(yīng)速率一半時(shí)的底義是使反應(yīng)速率達(dá)到最大反應(yīng)速率一半時(shí)的底 物濃度。物濃度。 m m K SV V m m V S SV V 2 2 mm V S SV

11、V 米氏方程曲線 米氏常數(shù)的意義 Km是酶的特征性常數(shù)，其單位是濃度單位。在一是酶的特征性常數(shù)，其單位是濃度單位。在一 定的反應(yīng)條件下，對(duì)于一定的底物，定的反應(yīng)條件下，對(duì)于一定的底物，Km是定值。是定值。 Km可以判斷酶的天然底物。有些酶可以作用于幾可以判斷酶的天然底物。有些酶可以作用于幾 個(gè)底物，其中個(gè)底物，其中Km最小的底物是天然底物。最小的底物是天然底物。 當(dāng)當(dāng)k3 Km時(shí)，時(shí)，V = Vm = k3E0，此時(shí)對(duì)底物來(lái)，此時(shí)對(duì)底物來(lái) 說(shuō)是零級(jí)反應(yīng)，對(duì)酶來(lái)說(shuō)是一級(jí)反應(yīng)，說(shuō)是零級(jí)反應(yīng)，對(duì)酶來(lái)說(shuō)是一級(jí)反應(yīng)，k3是一級(jí)是一級(jí) 反應(yīng)速率常數(shù)，反應(yīng)速率常數(shù)，k3表示當(dāng)酶被底物飽和時(shí)每秒鐘表示當(dāng)酶被底

12、物飽和時(shí)每秒鐘 每個(gè)酶分子轉(zhuǎn)換底物的分子數(shù)（又稱為轉(zhuǎn)換數(shù)），每個(gè)酶分子轉(zhuǎn)換底物的分子數(shù)（又稱為轉(zhuǎn)換數(shù)）， 這時(shí)的這時(shí)的k3又可以寫成又可以寫成 kcat，kcat 越大，說(shuō)明酶越大，說(shuō)明酶的的 催化效率越高。催化效率越高。 kcat /Km的意義 Kcat /Km表示酶的催化效率，表示酶的催化效率，Kcat /Km越大，越大， 催化效率越高。催化效率越高。 ，其最大值極限是，其最大值極限是 k k1，而，而k k1是酶與底物結(jié)合的速率常數(shù)，此常數(shù)受是酶與底物結(jié)合的速率常數(shù)，此常數(shù)受 到底物在溶液中擴(kuò)散速度的影響。到底物在溶液中擴(kuò)散速度的影響。 32 313 kk kk K k m 作圖法求Km

13、和Vm值 （Lineweaver-Burk雙倒數(shù)作圖法）雙倒數(shù)作圖法） 將米氏方程兩邊取倒數(shù)得將米氏方程兩邊取倒數(shù)得 在一系列在一系列S下測(cè)出相應(yīng)的反應(yīng)速率下測(cè)出相應(yīng)的反應(yīng)速率v，以，以 對(duì)對(duì) 作圖，可得出作圖，可得出Km和和Vm值。值。 mm m VSV K V 1 11 1 SV 1 米氏方程的雙倒數(shù)圖 多底物的酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué) （酶促反應(yīng)按底物分子數(shù)的分類酶促反應(yīng)按底物分子數(shù)的分類） 底物數(shù)酶分類催化反應(yīng) 酶種類 占總酶 百分?jǐn)?shù) 單底物單底物 單向單底物單向單底物 假單底物假單底物 異構(gòu)酶異構(gòu)酶 裂合酶裂合酶 水解酶水解酶 A B A B + C A-B + H2O AOH + BH 5%

14、 12% 26% 雙底物雙底物 氧化還氧化還 原酶原酶 轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移酶 AH2 B A + BH2 A2+ + B3+ A3+ + B2+ A + BX AX + B 27% 24% 三底物三底物連接酶連接酶 A + B + ATP AB + ADP + Pi A + B + ATP AB + AMP + PPi 6% 多底物反應(yīng)按動(dòng)力學(xué)機(jī)制分類 （序列反應(yīng)序列反應(yīng)） 底物的結(jié)合和產(chǎn)物的釋放有一定的順序：底物的結(jié)合和產(chǎn)物的釋放有一定的順序： E+A+BEABEPQE+P+Q 產(chǎn)物不能在兩種底物都結(jié)合之前釋放。這產(chǎn)物不能在兩種底物都結(jié)合之前釋放。這 類反應(yīng)又可以分為兩種類型。類反應(yīng)又可以分為兩種類

15、型。 有序反應(yīng) （ordered reaction） 其中其中P是是B轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物，轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物，Q是是A轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。 如脫氫酶的輔酶如脫氫酶的輔酶NAD(P)+相當(dāng)于相當(dāng)于A，NAD(P)H相相 當(dāng)于當(dāng)于Q。 隨機(jī)反應(yīng) （random reaction） 如肌酸激酶催化肌酸與如肌酸激酶催化肌酸與ATP反應(yīng)生成反應(yīng)生成 磷酸肌酸和磷酸肌酸和ADP。 乒乓反應(yīng)乒乓反應(yīng) （ping pong reaction） 如轉(zhuǎn)氨酶催化轉(zhuǎn)氨反應(yīng)：如轉(zhuǎn)氨酶催化轉(zhuǎn)氨反應(yīng)： 氨基酸氨基酸1 酮酸酮酸2 酮酸酮酸1 氨基酸氨基酸2 A B P Q 三、酶的抑制作用 因酶蛋白變性而酶活力喪失稱為酶的失活作用，因

16、酶蛋白變性而酶活力喪失稱為酶的失活作用， 而因?yàn)槟撤N物質(zhì)與酶結(jié)合使酶活力喪失稱為酶的抑而因?yàn)槟撤N物質(zhì)與酶結(jié)合使酶活力喪失稱為酶的抑 制作用，酶受抑制喪失活力時(shí)酶蛋白并沒(méi)有變性。制作用，酶受抑制喪失活力時(shí)酶蛋白并沒(méi)有變性。 能抑制酶活力的物質(zhì)稱為酶的抑制劑（能抑制酶活力的物質(zhì)稱為酶的抑制劑（inhibitor）。）。 研究酶的抑制作用是研究酶的結(jié)構(gòu)和功能、酶研究酶的抑制作用是研究酶的結(jié)構(gòu)和功能、酶 的催化機(jī)制，以及闡明代謝途徑的基本手段，也可的催化機(jī)制，以及闡明代謝途徑的基本手段，也可 以為醫(yī)藥設(shè)計(jì)新藥物和為新農(nóng)藥的研制提供理論依以為醫(yī)藥設(shè)計(jì)新藥物和為新農(nóng)藥的研制提供理論依 據(jù)。據(jù)。 抑制程度的

17、表示方法 %100)1 (%100)1 (% 0 V V ai i （1 1）相對(duì)活力分?jǐn)?shù)（殘余活力分?jǐn)?shù)）相對(duì)活力分?jǐn)?shù)（殘余活力分?jǐn)?shù)） （2 2）相對(duì)活力百分?jǐn)?shù)（殘余活力百分?jǐn)?shù)）相對(duì)活力百分?jǐn)?shù)（殘余活力百分?jǐn)?shù)） （3 3）抑制分?jǐn)?shù)（被抑制而失去活力的分?jǐn)?shù)）抑制分?jǐn)?shù)（被抑制而失去活力的分?jǐn)?shù)） （4 4）抑制百分?jǐn)?shù)）抑制百分?jǐn)?shù) 0 V V a i %100% 0 V V a i 0 11 V V ai i 抑制作用的類型 1不可逆抑制作用（不可逆抑制作用（irreversible inhibition） 抑制劑與酶活性中心的基團(tuán)以共價(jià)鍵結(jié)合，抑制劑與酶活性中心的基團(tuán)以共價(jià)鍵結(jié)合， 不能用透析、超濾

18、、凝膠過(guò)濾等物理方法去除。不能用透析、超濾、凝膠過(guò)濾等物理方法去除。 2可逆抑制作用（可逆抑制作用（reversible inhibition） 抑制劑與酶活性中心的基團(tuán)以非共價(jià)鍵結(jié)抑制劑與酶活性中心的基團(tuán)以非共價(jià)鍵結(jié) 合，可以用透析、超濾、凝膠過(guò)濾等物理方法合，可以用透析、超濾、凝膠過(guò)濾等物理方法 去除而使酶恢復(fù)活力。去除而使酶恢復(fù)活力。 可逆抑制作用的3種類型 （1 1）競(jìng)爭(zhēng)性抑制（）競(jìng)爭(zhēng)性抑制（competitive inhibition） I 和和 S 競(jìng)爭(zhēng)與酶的活性中心結(jié)合，二者只能競(jìng)爭(zhēng)與酶的活性中心結(jié)合，二者只能 結(jié)合一個(gè)。競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑通常是底物類似物，結(jié)合一個(gè)。競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑通常是

19、底物類似物， 它可以與酶結(jié)合，但不能被酶催化發(fā)生反應(yīng)。它可以與酶結(jié)合，但不能被酶催化發(fā)生反應(yīng)。 競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑舉例 可逆抑制作用的3種類型 （2 2）非競(jìng)爭(zhēng)性抑制（）非競(jìng)爭(zhēng)性抑制（noncompetitive inhibition） I 與與 S 可以分別與酶結(jié)合，誰(shuí)先結(jié)合都可以，可以分別與酶結(jié)合，誰(shuí)先結(jié)合都可以， 形成形成 ESI 三元復(fù)合物，但三元復(fù)合物，但 ESI 中的中的 S 不能轉(zhuǎn)變成不能轉(zhuǎn)變成 產(chǎn)物。這類產(chǎn)物。這類抑制劑是與酶活性中心之外的某個(gè)部抑制劑是與酶活性中心之外的某個(gè)部 位結(jié)合。位結(jié)合。 競(jìng)爭(zhēng)性和非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑的 抑制機(jī)理 可逆抑制作用的3種類型 （3）反競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑（）反競(jìng)

20、爭(zhēng)性抑制劑（uncompetitive inhibition） I 只與只與 ES 結(jié)合，只有結(jié)合，只有 ES 能分解出產(chǎn)物，能分解出產(chǎn)物，ESI 中中 的的 S 不能轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物。由于不能轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物。由于 I 的存在促進(jìn)了的存在促進(jìn)了 E 和和S 的的 結(jié)合，所以稱為反競(jìng)爭(zhēng)性抑制。結(jié)合，所以稱為反競(jìng)爭(zhēng)性抑制。 ES + I ESI P + E + I 可逆抑制作用和不可逆 抑制作用的動(dòng)力學(xué)鑒別 在反應(yīng)系統(tǒng)中加入一定量的抑制劑，以及在反應(yīng)系統(tǒng)中加入一定量的抑制劑，以及 不同量的酶，測(cè)定反應(yīng)速率與酶量的關(guān)系。斜不同量的酶，測(cè)定反應(yīng)速率與酶量的關(guān)系。斜 率較小的直線是可逆抑制劑，不通過(guò)原點(diǎn)但斜率較小

21、的直線是可逆抑制劑，不通過(guò)原點(diǎn)但斜 率與對(duì)照相同的是不可逆抑制劑。率與對(duì)照相同的是不可逆抑制劑。 1. control 2. irreversible inhibitor 3. reversible inhibitor 可逆抑制作用和不可逆 抑制作用的動(dòng)力學(xué)鑒別 在反應(yīng)系統(tǒng)中加入不同量的酶及抑制劑，作不在反應(yīng)系統(tǒng)中加入不同量的酶及抑制劑，作不 同抑制劑濃度下反應(yīng)速率對(duì)酶量的直線?？赡嬉种仆种苿舛认路磻?yīng)速率對(duì)酶量的直線?？赡嬉种?劑得到的是一組通過(guò)原點(diǎn)但斜率不同的直線，不可劑得到的是一組通過(guò)原點(diǎn)但斜率不同的直線，不可 逆抑制劑得到的是一組不通過(guò)原點(diǎn)但斜率與對(duì)照相逆抑制劑得到的是一組不通過(guò)原點(diǎn)

22、但斜率與對(duì)照相 同的平行線。同的平行線。 一些重要的不可逆抑制劑 （1 1）非專一性不可逆抑制劑）非專一性不可逆抑制劑 有機(jī)磷化合物有機(jī)磷化合物 有機(jī)汞、有機(jī)砷化合物有機(jī)汞、有機(jī)砷化合物 重金屬鹽重金屬鹽 烷化試劑烷化試劑 氰化物、硫化物和氰化物、硫化物和CO 青霉素青霉素 （2 2）專一性不可逆抑制劑）專一性不可逆抑制劑 Ks型不可逆抑制劑型不可逆抑制劑 Kcat型不可逆抑制劑型不可逆抑制劑 有機(jī)磷化合物 很多農(nóng)藥是有機(jī)磷化合物，它們能抑制某些蛋白很多農(nóng)藥是有機(jī)磷化合物，它們能抑制某些蛋白 酶及酯酶的活力，與酶分子活性部位的絲氨酸羥基共酶及酯酶的活力，與酶分子活性部位的絲氨酸羥基共 價(jià)結(jié)合而

23、使酶失活。這類化合物強(qiáng)烈地抑制膽堿酯酶價(jià)結(jié)合而使酶失活。這類化合物強(qiáng)烈地抑制膽堿酯酶 活力，使乙酰膽堿不能水解成乙酸和膽堿，導(dǎo)致乙?；盍Γ挂阴Ｄ憠A不能水解成乙酸和膽堿，導(dǎo)致乙酰 膽堿積累，引起神經(jīng)中毒癥狀。所以這類化合物又稱膽堿積累，引起神經(jīng)中毒癥狀。所以這類化合物又稱 為神經(jīng)毒劑。用解磷定（碘化醛肟甲基吡啶）或氯磷為神經(jīng)毒劑。用解磷定（碘化醛肟甲基吡啶）或氯磷 定（氯化醛肟甲基吡啶）能把酶上的毒劑奪取下來(lái)，定（氯化醛肟甲基吡啶）能把酶上的毒劑奪取下來(lái)， 使酶恢復(fù)活力，達(dá)到解毒的作用。使酶恢復(fù)活力，達(dá)到解毒的作用。 有機(jī)磷化合物 解磷定的解毒機(jī)理 有機(jī)汞化合物 有機(jī)汞化合物能與酶的巰基結(jié)合而

24、使酶失活。有機(jī)汞化合物能與酶的巰基結(jié)合而使酶失活。 過(guò)量的半胱氨酸或還原型谷胱甘肽過(guò)量的半胱氨酸或還原型谷胱甘肽能解毒。能解毒。 有機(jī)砷化合物 有機(jī)砷化合物能與酶的巰基結(jié)合而使酶失活。有機(jī)砷化合物能與酶的巰基結(jié)合而使酶失活。 BAL（二巰基丙醇）能解毒。（二巰基丙醇）能解毒。 路易斯毒氣路易斯毒氣 為了六十一個(gè)階級(jí)兄弟 重金屬鹽 Ag+、Cu2+、Hg2+、Pb2+、Fe3+在高濃度時(shí)能使在高濃度時(shí)能使 酶蛋白變性，低濃度時(shí)抑制某些酶的活力?？捎媒鹈傅鞍鬃冃?，低濃度時(shí)抑制某些酶的活力?？捎媒?屬螯合劑屬螯合劑EDTA、半胱氨酸等螯合除去重金屬離子。、半胱氨酸等螯合除去重金屬離子。 烷化試劑含有

25、一個(gè)活潑的鹵素離子，能夠修飾烷化試劑含有一個(gè)活潑的鹵素離子，能夠修飾 酶分子中的許多基團(tuán)，如巰基、氨基、羧基、咪唑酶分子中的許多基團(tuán)，如巰基、氨基、羧基、咪唑 基及硫醚基等?；傲蛎鸦?。 烷化試劑 氰化物、硫化物和CO 氰化物能與細(xì)胞色素氧化酶中的氰化物能與細(xì)胞色素氧化酶中的Fe2+結(jié)合，使結(jié)合，使 酶失活不能呼吸。酶失活不能呼吸。CO與血紅蛋白結(jié)合阻止氧運(yùn)輸。與血紅蛋白結(jié)合阻止氧運(yùn)輸。 硫化物能與多種含金屬的酶形成硫化物能與多種含金屬的酶形成較為穩(wěn)定的絡(luò)合物，較為穩(wěn)定的絡(luò)合物， 使酶失活。使酶失活。 糖肽轉(zhuǎn)肽酶在細(xì)菌細(xì)胞壁合成中使肽聚糖鏈交糖肽轉(zhuǎn)肽酶在細(xì)菌細(xì)胞壁合成中使肽聚糖鏈交 聯(lián)。青霉

26、素與糖肽轉(zhuǎn)肽酶的絲氨酸羥基結(jié)合，使細(xì)聯(lián)。青霉素與糖肽轉(zhuǎn)肽酶的絲氨酸羥基結(jié)合，使細(xì) 菌細(xì)胞壁不能合成。菌細(xì)胞壁不能合成。 青霉素 青霉素的抗菌機(jī)理 Ks型不可逆抑制劑 此類抑制劑結(jié)構(gòu)與底物類似，并帶有高反應(yīng)性基此類抑制劑結(jié)構(gòu)與底物類似，并帶有高反應(yīng)性基 團(tuán)，與酶活性部位結(jié)合后，修飾活性部位的基團(tuán)使酶團(tuán)，與酶活性部位結(jié)合后，修飾活性部位的基團(tuán)使酶 失活。主要修飾活性部位，其它部位也可能修飾。失活。主要修飾活性部位，其它部位也可能修飾。 胰蛋白酶的人工底物胰蛋白酶的人工底物 胰蛋白酶的胰蛋白酶的Ks型抑制劑型抑制劑 Kcat型不可逆抑制劑 此類抑制劑不但結(jié)構(gòu)與底物類似，而且需要經(jīng)酶此類抑制劑不但結(jié)構(gòu)

27、與底物類似，而且需要經(jīng)酶 催化反應(yīng)后才產(chǎn)生高反應(yīng)性基團(tuán)，比催化反應(yīng)后才產(chǎn)生高反應(yīng)性基團(tuán)，比Ks型不可逆抑制型不可逆抑制 劑專一性更強(qiáng)。劑專一性更強(qiáng)。 -鹵代鹵代-D-D-丙氨酸丙氨酸 磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛 丙氨酸消旋酶丙氨酸消旋酶 可逆抑制劑 （底物的類似物底物的類似物） 合成葉酸的組分合成葉酸的組分 磺胺藥物競(jìng)爭(zhēng)抑制二氫磺胺藥物競(jìng)爭(zhēng)抑制二氫 葉酸合成酶的活性葉酸合成酶的活性 蝶呤蝶呤 對(duì)氨基苯甲酸對(duì)氨基苯甲酸 谷氨酸谷氨酸 葉酸葉酸 （磺胺藥物）（磺胺藥物） 可逆抑制劑 （過(guò)渡態(tài)底物類似物過(guò)渡態(tài)底物類似物） 過(guò)渡態(tài)底物類似物抑制力更強(qiáng)，因?yàn)槊高^(guò)渡態(tài)底物類似物抑制力更強(qiáng)，因?yàn)槊?對(duì)過(guò)渡態(tài)底物的

28、親和力比對(duì)底物的親和力強(qiáng)對(duì)過(guò)渡態(tài)底物的親和力比對(duì)底物的親和力強(qiáng) 得多。得多。 多種酶催化反應(yīng)多種酶催化反應(yīng) 時(shí)的過(guò)渡態(tài)底物時(shí)的過(guò)渡態(tài)底物 過(guò)渡態(tài)底物類似物過(guò)渡態(tài)底物類似物 可逆抑制劑 （過(guò)渡態(tài)底物類似物過(guò)渡態(tài)底物類似物） 可逆抑制劑 （過(guò)渡態(tài)底物類似物過(guò)渡態(tài)底物類似物） 四、溫度對(duì)酶反應(yīng)的影響 在較低溫度范圍內(nèi)，酶反應(yīng)速率隨著溫度的在較低溫度范圍內(nèi)，酶反應(yīng)速率隨著溫度的 升高而增加，當(dāng)溫度高到一定程度時(shí)，酶開(kāi)始變升高而增加，當(dāng)溫度高到一定程度時(shí)，酶開(kāi)始變 性失活，反應(yīng)速率反而下降。所以對(duì)于酶反應(yīng)來(lái)性失活，反應(yīng)速率反而下降。所以對(duì)于酶反應(yīng)來(lái) 說(shuō)，有一個(gè)最適反應(yīng)溫度。一般來(lái)說(shuō)，動(dòng)物細(xì)胞說(shuō)，有一個(gè)最適反應(yīng)溫度。一般來(lái)說(shuō)，動(dòng)物細(xì)胞 內(nèi)酶的最適反應(yīng)溫度在內(nèi)酶的最適反應(yīng)溫度在3540，植物細(xì)胞中的，植物細(xì)胞中的 酶可達(dá)酶可達(dá)4050，也有一些生長(zhǎng)在堆肥、溫泉中，也有一些生長(zhǎng)在堆肥、溫泉中 的微生物酶的最適溫度更高，如的微生物酶的最適溫度更高，如Taq DNA聚合酶聚合酶 的最適溫度可高達(dá)的最適溫度可高達(dá)70。 需要注意的是，最適溫度需要注意的是，最適溫度值不是酶的特征性值不是酶的特征性 常數(shù)，此值隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)而有所下降。常數(shù)，此值隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)而有所下降。 溫度對(duì)酶反應(yīng)速率的影響 五、pH對(duì)酶反應(yīng)的影響 酶的活力受環(huán)境酶的活力受環(huán)境pH的影響，存在一個(gè)最適的影響，存