酶化學(xué)-2011優(yōu)秀公開(kāi)課課件

第五章酶化學(xué)酶的催化特性酶的命名及分類酶的結(jié)構(gòu)及催化機(jī)理酶催化動(dòng)力學(xué)酶活性調(diào)節(jié)第一節(jié)酶的催化特性什么是酶？

酶是生物催化劑：酶是一類具有高效率、高度專一性、活性可調(diào)節(jié)的生物催化劑。生物催化劑：蛋白類酶(enzyme)，P酶核酸類酶(ribozyme)，R酶生物體內(nèi)一切生化反應(yīng)都需要酶的催化才能進(jìn)行！酶作催化劑的共性及特性

特性（1）極高的催化效率（2）易失活（反應(yīng)條件溫和）（3）有些酶需輔助因子（4）酶活性可調(diào)控（5）高度專一性共性（1）催化前后不發(fā)生質(zhì)、量的變化．（2）只能催化熱力學(xué)允許的反應(yīng)，不改變反應(yīng)的平衡點(diǎn)（3）可降低反應(yīng)活化能，改變反應(yīng)速度（4）也能催化其可逆反應(yīng)酶的催化特性

2——酶容易失活多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。決定酶的作用條件一般應(yīng)在溫和的條件下，如中性pH、常溫和常壓下進(jìn)行。強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫條件下易使酶失去活性。酶的催化特性

3——酶常需要輔因子脫氫反應(yīng)酶的催化特性

4——酶的催化活性是可以調(diào)節(jié)酶促反應(yīng)受多種因素的調(diào)控，以適應(yīng)機(jī)體對(duì)不斷變化的內(nèi)外環(huán)境和生命活動(dòng)的需要。專一性的分類絕對(duì)特異性(absolutespecificity)：只能作用于特定結(jié)構(gòu)的底物，進(jìn)行一種專一的反應(yīng)，生成一種特定結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物。相對(duì)特異性(relativespecificity)：作用于一類化合物或一種化學(xué)鍵。（1）鍵專一性有的酶只作用于一定的鍵，而對(duì)鍵兩端的基團(tuán)并無(wú)嚴(yán)格要求。（2）基團(tuán)(族）專一性另一些酶，除要求作用于一定的鍵以外，對(duì)鍵兩端的基團(tuán)還有一定要求，往往是對(duì)其中一個(gè)基團(tuán)要求嚴(yán)格，對(duì)另一個(gè)基團(tuán)則要求不嚴(yán)格立體結(jié)構(gòu)特異性(stereospecificity)：作用于立體異構(gòu)體中的一種。（1）旋光異構(gòu)（2）幾何異構(gòu)絕對(duì)特異性相對(duì)特異性（鍵專一性）立體異構(gòu)特異性（旋光異構(gòu)）立體異構(gòu)特異性（幾何異構(gòu)）對(duì)具有順式和反式異構(gòu)的底物具嚴(yán)格的選擇性。2.1國(guó)際系統(tǒng)命名法系統(tǒng)名稱=[底物名稱＋酶作用基團(tuán)]＋催化反應(yīng)類型＋酶

習(xí)慣名稱=[底物名稱]＋催化反應(yīng)類型＋酶

系統(tǒng)編號(hào)

*底物按（供體：受體）形式寫，水為底物可以不寫谷氨酸+丙酮酸

-酮戊二酸+丙氨酸系統(tǒng)名稱:丙氨酸:-酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶習(xí)慣名稱:谷丙轉(zhuǎn)氨酶Ex:

EC1.1.1.1分別對(duì)應(yīng)于學(xué)生本人的學(xué)名，小名，學(xué)號(hào)第二節(jié)酶的命名及分類2.2酶的分類

（按催化反應(yīng)類型）1：氧化還原酶類2：轉(zhuǎn)移酶類3：水解酶類4：裂合酶類5：異構(gòu)酶類6：合成酶類轉(zhuǎn)移酶催化基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)，即將一個(gè)底物分子的基團(tuán)或原子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)底物的分子上。

例如，谷丙轉(zhuǎn)氨酶催化的氨基轉(zhuǎn)移反應(yīng)。(２)轉(zhuǎn)移酶Transferase水解酶催化底物的加水分解反應(yīng)。主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。例如，脂肪酶(Lipase)催化的脂的水解反應(yīng)：(３)水解酶hydrolase裂合酶催化從底物分子中移去一個(gè)基團(tuán)或原子形成雙鍵的反應(yīng)及其逆反應(yīng)。主要包括醛縮酶、水化酶及脫氨酶等。例如，延胡索酸水合酶催化的反應(yīng)。(4)裂合酶Lyase合成酶，又稱為連接酶，能夠催化C-C、C-O、C-N以及C-S鍵的形成反應(yīng)。這類反應(yīng)必須與ATP分解反應(yīng)相互偶聯(lián)。A+B+ATP+H-O-HA-B+ADP+Pi例如，丙酮酸羧化酶催化的反應(yīng)。丙酮酸+CO2草酰乙酸(6)合成酶LigaseorSynthetase2.2酶的分類

（化學(xué)本質(zhì)）

蛋白酶：化學(xué)本質(zhì)為有催化活性蛋白核酶：化學(xué)本質(zhì)為有催化活性核酸分子輔助因子分類（按其與酶蛋白結(jié)合的緊密程度）

輔酶(coenzyme):與酶蛋白結(jié)合疏松，可用透析或超濾的方法除去。

輔基(prostheticgroup):與酶蛋白結(jié)合緊密，不能用透析或超濾的方法除去。如很多酶蛋白基團(tuán)無(wú)氧化還原基團(tuán)的催化基團(tuán)，需要輔助因子進(jìn)行催化

金屬離子的作用反應(yīng)專一性由蛋白決定，催化反應(yīng)性由金屬?zèng)Q定，金屬離子也被稱為“化學(xué)反應(yīng)牙齒”（4）電子傳遞中間體

許多氧化-還原酶中都含有銅或鐵離子，它們作為酶的輔助因子起著傳遞電子的功能。

（5）金屬離子催化作用

金屬離子可以和水分子的OH-結(jié)合，使水顯示出更大的親核催化性能。提高水的親核性能

第三節(jié)酶的結(jié)構(gòu)及催化機(jī)理酶分子中促使底物發(fā)生化學(xué)變化的部位稱為催化部位。通常將酶的結(jié)合部位和催化部位總稱為酶的活性部位或活性中心。結(jié)合部位決定酶的專一性，催化部位決定酶所催化反應(yīng)的性質(zhì)和類型。3.1酶的催化結(jié)構(gòu)底物活性中心以外的必需基團(tuán)結(jié)合基團(tuán)催化基團(tuán)活性中心調(diào)控部位Regulatorysite酶分子中存在著一些可以與其它分子發(fā)生某種程度的結(jié)合的部位，從而引起酶分子空間構(gòu)象的變化，對(duì)酶起激活或抑制作用。(１)“三點(diǎn)結(jié)合”的催化理論認(rèn)為酶與底物的結(jié)合處至少有三個(gè)點(diǎn)，而且只有一種情況是完全結(jié)合的形式。只有這種情況下，不對(duì)稱催化作用才能實(shí)現(xiàn)。3.2酶專一性產(chǎn)生的假說(shuō)

乳酸脫氫酶的底物和酶的三點(diǎn)附著（tree-pointattachment）理論。D(-)乳酸由于-OH、-COOH的位置正好相反，因此造成與酶的的三個(gè)基團(tuán)不能完成結(jié)合，故而不能受酶的催化。

(2）鎖鑰學(xué)說(shuō)認(rèn)為整個(gè)酶分子的天然構(gòu)象是具有剛性結(jié)構(gòu)的，酶表面具有特定的形狀。酶與底物的結(jié)合如同一把鑰匙對(duì)一把鎖一樣3.2專一性產(chǎn)生的假說(shuō)(3）誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)該學(xué)說(shuō)認(rèn)為酶表面并沒(méi)有一種與底物互補(bǔ)的固定形狀，而只是由于底物的誘導(dǎo)才形成了互補(bǔ)形狀3.2專一性產(chǎn)生的假說(shuō)酶作用專一性小結(jié)專一性是酶構(gòu)象和底物構(gòu)象相互契合、作用基團(tuán)相互吻合的結(jié)果（如正電部分配負(fù)電部位，疏水部位配疏水部位）高分子結(jié)構(gòu)，豐富空間構(gòu)象排布，是酶具有專一性的基礎(chǔ)三種蛋白酶結(jié)合底物側(cè)鏈的口袋不同．這些口袋對(duì)不同底物的結(jié)合方式，決定了不同蛋白酶催化的專一性質(zhì)反應(yīng)速率=碰撞頻率×能量因素×概率因素概率因素：是指碰撞位置要正確，有效碰撞的概率能量因素：即使發(fā)生碰撞，碰撞方向正確，也需要一定能量克服原有鍵能，達(dá)到過(guò)渡態(tài)。濃度↑：碰撞頻率↑溫度↑：動(dòng)能↑碰撞頻率↑能量↑酶的催化作用是在哪一環(huán)節(jié)呢？——總論3.3酶的高效催化機(jī)理鄰基效應(yīng)

在酶活性中心的底物濃度大大增加，有利于提高反應(yīng)速度RNA聚合酶和底物（DNA)如果在溶液中隨機(jī)會(huì)碰撞在一起機(jī)會(huì)并不大，但實(shí)際上兩者通常會(huì)結(jié)合在一起，原因可在于RNA聚合酶帶正電，吸引帶負(fù)電的DNA在其周圍，使RNA聚合酶活性中心底物濃度增加．1——鄰基效應(yīng)和定向效應(yīng)酶的催化機(jī)理定向效應(yīng)活性中心的立體結(jié)構(gòu)和相關(guān)基團(tuán)的誘導(dǎo)和定向作用，使底物分子中參與反應(yīng)的基團(tuán)相互接近，并被嚴(yán)格定向定位，使定向了的有效底物濃度提高，相當(dāng)于“分子內(nèi)”反應(yīng)．

分子間實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，分子內(nèi)咪唑基參與的氨解反應(yīng)速度比相應(yīng)的分子間反應(yīng)速度大24倍。說(shuō)明咪唑基與酯基的相對(duì)位置對(duì)水解反應(yīng)速度具有很大的影響。分子內(nèi)酶的催化機(jī)理2——底物形變與電子張力使底物敏感鍵電子云排布重新變化，更容易斷鍵酶上鋅離子對(duì)底物羰基氧電荷的吸附，導(dǎo)致了其連接碳正離子電子云變稀薄，更容易發(fā)生親核反應(yīng)電子張力example：

電子張力example2：這是一個(gè)形成內(nèi)酯的反應(yīng)。當(dāng)R＝CH3時(shí)，其反應(yīng)速度比R＝H的情況快315倍。由于-CH3體積比較大，與反應(yīng)基團(tuán)之間產(chǎn)生一種立體排斥張力，從而使反應(yīng)基團(tuán)之間更容易形成穩(wěn)定的五元環(huán)過(guò)渡狀態(tài)。

酸-堿催化可分為狹義的酸-堿催化和廣義的酸-堿催化。酶參與的酸-堿催化反應(yīng)一般都是廣義的酸－堿催化方式。廣義酸基團(tuán)廣義堿基團(tuán)（質(zhì)子供體）（質(zhì)子受體）酶的催化機(jī)理3——酸堿催化RNase活性中心的酸堿催化機(jī)理

酶的催化機(jī)理

4——共價(jià)催化

催化劑通過(guò)與底物形成反應(yīng)活性很高的共價(jià)過(guò)渡產(chǎn)物，使反應(yīng)活化能降低，從而提高反應(yīng)速度的過(guò)程，稱為共價(jià)催化。酶中參與共價(jià)催化的基團(tuán)主要包括His的咪唑基，Cys

的硫基，Asp的羧基，Ser的羥基等。酶的催化機(jī)理

5——微環(huán)境對(duì)酶催化影響結(jié)合底物酶在Asp處形成的疏水環(huán)境，保證了Asp不能接受水的質(zhì)子，從而保障了親核繼電網(wǎng)的形成．另外，由于酶活性中心通常為疏水環(huán)境，介電系數(shù)低，保障了酶和底物能以更強(qiáng)的電荷相互作用酶的催化機(jī)理

6——多功能催化作用（多元催化）酶的活性中心部位，一般都含有多個(gè)起催化作用的基團(tuán)，這些基團(tuán)在空間有特殊的排列和取向，可以對(duì)底物價(jià)鍵的形變和極化及調(diào)整底物基團(tuán)的位置等起到協(xié)同作用，從而使底物達(dá)到最佳反應(yīng)狀態(tài)。結(jié)合底物底物單個(gè)絲氨酸親核性低，但Ser-His-Asp形成電荷繼電網(wǎng)后，親核能力上升酶的催化作用依賴于：降低反應(yīng)的活化能改變反應(yīng)歷程降低反應(yīng)活化能—酸堿催化和共價(jià)催化改變酶催化中心催化能力而改變活化能—多元催化-繼電網(wǎng)改變底物狀態(tài)而改變活化能—電子張力改變酶和底物作用環(huán)境而使反應(yīng)活化能降低-“微環(huán)境”

增加有效碰撞頻率—鄰基效應(yīng)和定向效應(yīng)總結(jié)第四節(jié)酶的動(dòng)力學(xué)動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)介酶反應(yīng)速度測(cè)定（動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)）酶反應(yīng)動(dòng)力學(xué)（底物）抑制作用及其動(dòng)力學(xué)（抑制劑）其它因素對(duì)酶動(dòng)力學(xué)影響4.1動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)介化學(xué)動(dòng)力學(xué)的基本任務(wù)：（１）確定化學(xué)反應(yīng)的速度以及各種因素（如濃度、溫度、壓力、催化劑等）對(duì)反應(yīng)速度的影響，提供選擇適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件，使反應(yīng)按所希望的速度進(jìn)行的有用信息。（２）研究化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理，即研究反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物所經(jīng)歷的途徑。幾個(gè)動(dòng)力學(xué)概念反應(yīng)物分子在碰撞中一步轉(zhuǎn)化為生成物分子的反應(yīng)稱為基元反應(yīng)（Elementaryreaction）。絕大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都不是基元反應(yīng)，而往往是要經(jīng)過(guò)若干個(gè)基元反應(yīng)才能最后轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。這些基元反應(yīng)代表了反應(yīng)所經(jīng)過(guò)的途經(jīng)。幾個(gè)動(dòng)力學(xué)概念若基元反應(yīng)為：aA+bBcC+dDd[A]／dt=k[A]a[B]b即基元反應(yīng)的速度與反應(yīng)物濃度的乘積成正比，而各反應(yīng)物濃度項(xiàng)的方次等于反應(yīng)式中相應(yīng)物質(zhì)的系數(shù)?；磻?yīng)的這個(gè)規(guī)律稱為質(zhì)量作用定律。上式中各反應(yīng)物濃度項(xiàng)的次方之和，如a+b=m，m被定義為該反應(yīng)的級(jí)數(shù)。反應(yīng)級(jí)數(shù)由實(shí)驗(yàn)確定。幾個(gè)動(dòng)力學(xué)概念酶動(dòng)力學(xué)酶動(dòng)力學(xué)研究各種因素對(duì)酶反應(yīng)速度影響影響酶反應(yīng)速度的因素有：底物濃度；酶濃度；抑制劑；溫度；pH等4.2酶反應(yīng)速度測(cè)定

（動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)）反應(yīng)速度用單位時(shí)間、單位體積中底物的減少量或產(chǎn)物的增加量表示（一般用產(chǎn)物增加量，因?yàn)楫a(chǎn)物由無(wú)到有，容易檢測(cè)到）測(cè)初速度原因在于

（１）酶在初始階段不受產(chǎn)物和副反應(yīng)產(chǎn)物分子的抑制，反應(yīng)出一定量酶的催化性能；（２）長(zhǎng)時(shí)間催化酶還可能因?yàn)闇囟仍蚴Щ?，反?yīng)不出一定量酶的催化性能；（３）同時(shí)底物濃度要控制在零級(jí)反應(yīng)范圍內(nèi)，才能反應(yīng)出一定量酶的催化性能（排除了底物濃度對(duì)酶催化反應(yīng)速度影響，只反映酶的催化能力），反應(yīng)后階段底物濃度變化過(guò)大，反應(yīng)速率不能控制在零級(jí)反應(yīng)階段．初速度測(cè)定注意事項(xiàng)初始階段一般規(guī)定為底物消耗不超過(guò)５％的階段．一般由預(yù)實(shí)驗(yàn)研究反應(yīng)速度和時(shí)間關(guān)系，找出反應(yīng)速度衡定不變的范圍，該時(shí)間范圍內(nèi)，可測(cè)定反應(yīng)初速度測(cè)定過(guò)程底物最適底物保證催化速度快，信號(hào)容易檢測(cè)，合適底物濃度（過(guò)量，大于5Km）．溫度和pH等條件也該最適合條件給定預(yù)熱時(shí)間，使反應(yīng)溫度得到控制；注意控制反應(yīng)過(guò)程中pH值混勻過(guò)程迅速，使傳遞時(shí)間得到控制合適的終止酶反應(yīng)方法有利于計(jì)算反應(yīng)時(shí)間精確的確定剩余底物濃度或反應(yīng)產(chǎn)物濃度酶的活力往往用酶反應(yīng)初速度來(lái)表征酶活單位U：在一定條件下，一定時(shí)間（s,min,hs,min,h）內(nèi)將一定量（mg,mg,μg,g,μmolmol）的底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量。（濃度/時(shí)間）（活力指標(biāo)）酶的比活力：用每mg蛋白質(zhì)所含酶活力單位數(shù)，比活愈大，純度愈高。（純度指標(biāo)）4.3酶反應(yīng)動(dòng)力學(xué)（底物）研究簡(jiǎn)單酶催化反應(yīng)所得酶動(dòng)力學(xué)圖形當(dāng)?shù)孜餄舛容^低時(shí)反應(yīng)速度與底物濃度成正比；反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)。[S]VVmax(一)酶動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)隨著底物濃度的增高反應(yīng)速度不再成正比例加速；反應(yīng)為混合級(jí)反應(yīng)。[S]VVmax(一)酶動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)當(dāng)?shù)孜餄舛雀哌_(dá)一定程度反應(yīng)速度不再增加，達(dá)最大速度；反應(yīng)為零級(jí)反應(yīng)[S]VVmax(一)酶動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)(二)酶動(dòng)力學(xué)方程推導(dǎo)過(guò)渡態(tài)機(jī)理的提出(二)酶動(dòng)力學(xué)方程推導(dǎo)

——推導(dǎo)的假設(shè)中間絡(luò)合物快速平衡學(xué)說(shuō)，提出三點(diǎn)假設(shè)：（１）測(cè)定的是反應(yīng)初速度，初速度時(shí)底物消耗少，約占5%內(nèi)，這時(shí)所在時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)物生成極少，P+EES可以不考慮（２）[S]>>[E],反應(yīng)消耗的底物濃度[S]可忽略不計(jì)算（３）反應(yīng)生成中間物[ES]快速達(dá)到平衡，不平衡的動(dòng)力學(xué)由穩(wěn)態(tài)前動(dòng)力學(xué)研究．(二)酶動(dòng)力學(xué)方程推導(dǎo)

——推導(dǎo)過(guò)程(二)酶動(dòng)力學(xué)方程推導(dǎo)

——推導(dǎo)過(guò)程(三)米氏方程常數(shù)的意義

(1)Km定義Km等于酶促反應(yīng)速度為最大反應(yīng)速度一半時(shí)的底物濃度。意義：Km可近似表示酶對(duì)底物的親和力（專一性結(jié)合能力）；（Km愈小，酶對(duì)底物的親和力愈大）

Km是酶的特征性常數(shù)之一(一定底物，溫度，pH條件下）；同一酶對(duì)于不同底物有不同的Km值,可用于識(shí)別天然底物。（Km最小者，為酶的天然底物）(三)米氏方程常數(shù)的意義(2)Kcat定義也叫轉(zhuǎn)換數(shù),單位時(shí)間內(nèi)每分子酶將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的微摩爾數(shù)用Kcat表示。意義

Kcat表達(dá)形成酶-底物復(fù)合物后，酶將中間物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的能力或效率。Kcat與Km一起表征了酶活性中心兩部位的能力來(lái)源米氏方程中kcat=k3可以利用Vmax＝k3[Et]求解(三)米氏方程常數(shù)的意義(3)kcat/Km（專一性常數(shù)或表觀二級(jí)速率常數(shù)）(四)各種求米氏常數(shù)的作圖法（1）雙倒數(shù)作圖法(doublereciprocalplot,orLineweaver-Burk)Vmax[S]Km+[S]V=（林－貝氏方程）

+1/V=KmVmax1/Vmax1/[S]

兩邊同取倒數(shù)

選底物濃度應(yīng)考慮能否得到1/[S]的常數(shù)增量：[S]為常數(shù)增量1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、10時(shí)，1/[S]為0.1、0.2、0.25、0.333、0.5、1.0是非常數(shù)增量，點(diǎn)多集中在1/v軸附近,會(huì)造成作圖誤差。

因此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)該把底物濃度設(shè)計(jì)為非均勻的狀態(tài).[S]為1.01、1.11、1.25、1.42、1.66、2.0、2.5、3.33、5.0、10時(shí)1/[S]為0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0是常數(shù)增量。（2）Eadie—Hofsfee作圖法

（又叫Woolf作圖法）V=Vmax-Km(V/[S])優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)v/[S])在座標(biāo)中分布均勻；V不取倒數(shù)，對(duì)V誤差大的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較適用。缺點(diǎn)：V/[S]相應(yīng)增加誤差；V不容易測(cè)準(zhǔn)存在方程兩邊會(huì)給統(tǒng)計(jì)和作圖帶來(lái)誤差。4.4其它因素對(duì)酶動(dòng)力學(xué)影響(1)pH影響

酶的最適pH不是酶的特征性常數(shù)，其大小受酶的純度、底物的種類和濃度、緩沖液的種類和濃度等的影響。

pH影響酶促反應(yīng)速度的原因：活性中心部位(2)溫度影響兩個(gè)方面的影響（１）溫度升高，酶促反應(yīng)速度升高；（碰撞幾率；分子能量）（２）由于酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，溫度升高，可引起酶的變性，從而反應(yīng)速度降低。

酶反應(yīng)的“最適溫度”溫度對(duì)酶反應(yīng)速度的影響主要是影響動(dòng)力學(xué)方程中的反應(yīng)常數(shù)，根據(jù)過(guò)渡態(tài)理論，反應(yīng)速度常數(shù)k與溫度T有Arrhenius關(guān)系式：該式原為表示溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速度的影響，但在一定的溫度范圍內(nèi)(溫度小于45℃)也適于酶促反應(yīng)，但當(dāng)溫度高于45℃后還伴隨酶的變性。其中A為頻率系數(shù)，Ea為活化能4.5抑制作用及其動(dòng)力學(xué)（抑制劑）酶的抑制劑(inhibitor)凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白變性的物質(zhì)稱為酶的抑制劑。

區(qū)別于酶的變性抑制劑對(duì)酶有一定選擇性引起變性的因素對(duì)酶沒(méi)有選擇性(一)抑制作用分類可逆性抑制作用抑制劑通常以非共價(jià)鍵與酶或酶-底物復(fù)合物可逆性結(jié)合，使酶的活性降低或喪失；抑制劑可用透析、超濾等方法除去。不可逆性抑制作用抑制劑通常以共價(jià)鍵與酶活性中心的必需基團(tuán)相結(jié)合，使酶失活。(二)可逆抑制的三種類型競(jìng)爭(zhēng)性抑制非競(jìng)爭(zhēng)性抑制反競(jìng)爭(zhēng)性抑制可逆抑制

——競(jìng)爭(zhēng)性可逆抑制競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用+IEIE+SE+PES抑制劑與底物的結(jié)構(gòu)相似，能與底物競(jìng)爭(zhēng)酶的活性中心，從而阻礙酶底物復(fù)合物的形成，使酶的活性降低。這種抑制作用稱為競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用。動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)(2)竟?fàn)幮砸种仆ǔ？梢酝ㄟ^(guò)增大底物濃度，即提高底物的競(jìng)爭(zhēng)能力來(lái)消除(平衡移動(dòng),提高[ES]濃度,從而使Vmax不變）。(1)I與S結(jié)構(gòu)類似，競(jìng)爭(zhēng)酶的活性中心；(3)動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：Vmax不變，表觀Km’增大。抑制劑↑

無(wú)抑制劑

1/V1/[S]例丙二酸與琥珀酸競(jìng)爭(zhēng)琥珀酸脫氫酶琥珀酸琥珀酸脫氫酶FADFADH2延胡索酸琥珀酸延胡索酸草酸鹽草酰乙酸丙二酸戊二酸琥珀酸脫氫酶例磺胺類藥物的抑菌機(jī)制與對(duì)氨基苯甲酸競(jìng)爭(zhēng)二氫葉酸合成酶二氫蝶呤啶＋對(duì)氨基苯甲酸＋谷氨酸二氫葉酸合成酶二氫葉酸可逆抑制

——非競(jìng)爭(zhēng)性可逆抑制非競(jìng)爭(zhēng)性可逆抑制動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)(1)抑制劑與酶活性中心外的必需基團(tuán)結(jié)合，抑制劑不影響酶與底物結(jié)合(Km不變）；(2)總有其它部分酶形式存在，使[ES]!=[Et]；表現(xiàn)為Vm下降(3)動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：Vmax降低，表觀Km’不變。抑制劑↑1/V1/[S]無(wú)抑制劑可逆抑制

——反競(jìng)爭(zhēng)性可逆抑制反競(jìng)爭(zhēng)性抑制反應(yīng)模式E+SE+PES+IESI動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)(1)抑制劑只與酶－底物復(fù)合物結(jié)合,原因在與酶與底物結(jié)合后暴露了抑制劑結(jié)合位點(diǎn)；(2)不管底物濃度怎么變化,總有其它部分酶形式存在，使[ES]!=[Et]；表現(xiàn)為Vm下降；(3)動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：Vmax降低，表觀Km’降低。抑制劑↑1/V1/[S]無(wú)抑制劑抑制類型表觀Km表觀Vmax無(wú)抑制劑KmVmax競(jìng)爭(zhēng)性Km↑Vmax不變非競(jìng)爭(zhēng)性Km不變Vmax↓反競(jìng)爭(zhēng)性Km↓Vmax↓各種類型抑制的表觀Km及Vmax小結(jié)(三)不可逆抑制的分類非專一性抑制（對(duì)所有活性中心有Ser-OH的酶都有抑制）-Ser-OH-Ser-OPO-RO-ROPO-RO-ROX特點(diǎn)：抑制一類基團(tuán)非專一性不可逆抑制專一性不可逆抑制專一性抑制（根據(jù)底物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抑制劑,只能抑制很少的幾種酶第五節(jié)酶活性調(diào)節(jié)

酶活構(gòu)象的調(diào)節(jié)（快速調(diào)節(jié)）酶含量的調(diào)節(jié)（緩慢調(diào)節(jié)）

調(diào)節(jié)方式

調(diào)節(jié)對(duì)象關(guān)鍵酶①速度最慢，它的速度決定整個(gè)代謝途徑的總速度，故又稱其為限速酶(limitingvelocityenzymes)。②催化單向反應(yīng)不可逆或非平衡反應(yīng)，它的活性決定整個(gè)代謝途徑的方向。③這類酶活性除受底物控制外，還受多種代謝物或效應(yīng)劑的調(diào)節(jié)。關(guān)鍵酶催化的反應(yīng)具有以下特點(diǎn)：調(diào)節(jié)的一般對(duì)象-關(guān)鍵酶5.1酶活性構(gòu)象的調(diào)節(jié)

1——變構(gòu)變構(gòu)效應(yīng)劑(allostericeffector)變構(gòu)激活劑變構(gòu)抑制劑

A變構(gòu)調(diào)節(jié)定義

(allostericregulation)

變構(gòu)酶(allostericenzyme)

變構(gòu)部位(allostericsite)一些代謝物可與某些酶分子活性中心外的某部分可逆地結(jié)合，使酶構(gòu)象改變，從而改變酶的催化活性，此種調(diào)節(jié)方式稱變構(gòu)調(diào)節(jié)。變構(gòu)調(diào)節(jié)機(jī)理變構(gòu)調(diào)節(jié)類型

變構(gòu)抑制劑的來(lái)源

前饋（feedforward）和反饋（feedback）分別借用來(lái)說(shuō)明底物和代謝產(chǎn)物對(duì)代謝過(guò)程的調(diào)節(jié)作用。這種調(diào)節(jié)可