第三章酶化學學生

第三章酶化學學生第1頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

①1857年，Pasteur提出：發(fā)酵是酵母細胞活動的結果。②1877年，Kuhne首次使用Enzyme這一術語。③1897年Buchner兄弟用酵母提取液成功地實現(xiàn)了發(fā)酵。

酶的研究歷史第2頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一③1913年Michaelis

和

Menten

提出米氏學說。④1926年Sumner在刀豆中得到純的脲酶結晶，提出其化學本質是蛋白質。⑤1930年Northrop得到胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶結晶，證實其均為蛋白質。

⑥1982年Cech從四膜蟲發(fā)現(xiàn)rRNA的自身催化作用，并提出了核酶（ribozyme）的概念?，F(xiàn)已鑒定出4千多種酶，數(shù)百種已得到結晶。第3頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一一、酶的概念與特點

（一）酶的定義酶是由生物細胞產(chǎn)生的以蛋白質為主要成分，對底物起高效催化作用的生物催化劑。還有一類具有催化作用的核酸，稱為核酶（ribozyme）和脫氧核酶（deoxyribozyme）。

第4頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

（二）酶催化作用的特點

1.酶和一般催化劑比較（共同點）（1）用量少，催化效率高。（2）只能催化熱力學上允許的反應，但不改變化學反應的平衡點，即只能縮短反應到平衡的時間。（3）降低化學反應的活化能?；罨埽╝ctivationenergy）為一定溫度下1mol底物全部進入活化態(tài)所需要的自由能。單位：kJ/mol。（4）反應前后不發(fā)生質和量的改變。第5頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一2.酶催化反應特點（1）催化效率極高

酶催化反應速度是一般催化劑的106-1013倍，是無催化劑反應的108-1020倍。轉換數(shù)（turnovernumber,TN）又稱為酶的催化常數(shù)（Kcat）表示酶的最大催化效率。

Kcat是一定條件下，每秒鐘每個酶分子轉換底物的分子數(shù)。尿素H+627.410-7

脲酶215.0106H2O2Fe2+2256

過氧化氫酶223.5107底物催化劑反應溫度反應速度常數(shù)第6頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

（2）高度專一性酶對反應的底物和產(chǎn)物都有極高的專一性，幾乎沒有副反應發(fā)生。（3）反應條件溫和，一般在常溫、常壓，中性pH環(huán)境。（4）活性可受調節(jié)。（5）酶的催化活性與輔酶、輔基、金屬離子有關。第7頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一二、酶的化學本質與組成（一）大多數(shù)酶是蛋白質第8頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

（二）酶的化學組成

1.單純酶（simpleenzyme）只有氨基酸組成，不含其他成分，如各種水解酶。

2.結合酶（conjugatedenzyme）即全酶（holoenzyme），包括酶蛋白（脫輔酶apoprotein或apoenzyme）和輔因子（cofactor）兩部分。酶蛋白決定反應的高效性和專一性，輔因子決定反應的性質。第9頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一3.輔因子的分類（1）輔基（prostheticgroup）與酶蛋白共價結合,不容易被透析除去。（2）輔酶（coenzyme）與酶蛋白以非共價鍵疏松結合,容易被透析除去。輔因子的作用:傳遞電子、氫或基團。第10頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

（三）酶分子的類型

1.單體酶（monomericenzyme）只有一條多肽鏈，全部為水解酶類。

2.寡聚酶（oligomericenzyme）由2個或2個以上亞基組成，許多為調節(jié)酶。

3.多酶復合體（multienzymecomplex）幾種功能相關的酶彼此嵌合成復合體，分子量可達幾百萬以上。作用：有利于提高酶的催化效率，便于機體對酶的調控。第11頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一三、酶的分類和命名

（一）酶的分類共分6大類:

1.氧化還原酶類（oxido-reductase）催化氧化-還原反應：AH2+BA+BH2

包括脫氫酶(dehydrogenase)和氧化酶(oxidase)。如乳酸脫氫酶（lactatedehydrogenase，LDH)催化乳酸的脫氫反應:第12頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一2.轉移酶類（transferase）催化基團轉移反應，即將一個底物分子的基團轉移到另一個底物的分子上：

AR+BA+BR

例如谷丙轉氨酶(GPT)催化的氨基轉移反應：GPT第13頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一3.水解酶類（hydrolase）催化底物的加水分解反應：

AB+H2OAOH+BH

水解酶類大多屬于胞外酶，主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。例如，焦磷酸酶催化的水解反應：

第14頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一4.裂合酶類（lyase）催化從底物分子中移去一個基團或原子形成雙鍵的反應及逆反應；或者非水解地除去分子中的基團及逆反應：ABA+B

主要有醛縮酶、水化酶及脫氨酶等。例如，延胡索酸水合酶催化的反應：H2O第15頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一5.異構酶類（isomerase）催化各種同分異構體的相互轉化，即底物分子內基團或原子的重排過程。

AB

例如，Ala消旋酶催化的反應：第16頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一6.合成酶類（synthetase）又稱為連接酶類（ligase），催化兩種或兩種以上化合物合成一種化合物的反應。反應吸收能量，常與ATP分解相偶聯(lián)

A+B+ATP+H-O-H→A-B+ADP+Pi

例如，Gln合成酶催化的反應：

第17頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

（二）酶的命名

1.習慣命名法①根據(jù)酶作用的底物命名：如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等。②根據(jù)酶催化反應的性質命名：如脫氫酶、脫羧酶、水解酶等。③結合上述兩方面命名：如醇脫氫酶、氨基酸脫羧酶等。④根據(jù)酶的來源、作用條件等命名：如細菌淀粉酶、堿性磷酸酯酶、胃蛋白酶等。第18頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一2.系統(tǒng)命名法1961年國際酶學委員會（EnzymeCommission，EC）提出了系統(tǒng)命名法，一個酶的系統(tǒng)名稱包括：

底物名（多底物時，底物名稱之間用“：”隔開）+反應性質+酶習慣名稱：谷丙轉氨酶系統(tǒng)名稱：丙氨酸：-酮戊二酸氨基轉移酶催化反應:

谷氨酸+丙酮酸

-酮戊二酸+丙氨酸第19頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

這兒：

EC1.1.1.27第1大類，氧化還原酶第1亞類，氧化基團為CHOH第1亞亞類，H受體為NAD+該酶在亞亞類中的順序號關于酶的分類編號：+NAD++NADH+H+例如：乳酸脫氫酶（EC1.1.1.27）CH3C=OCOOHCH3CHOHCOOH第20頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一四、酶作用的專一性酶的專一性即特異性（specificity），指酶對它所作用的底物有嚴格的選擇性。一種酶只能催化一種或一類底物，生成一定的產(chǎn)物。第21頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

（一）結構專一性

1.相對特異性作用于一類化合物或一種化學鍵。如脂肪酶、磷酸酯酶和蛋白水解酶等。（1）鍵專一性只要求底物具有一定的化學鍵，不要求鍵兩邊的基團。（2）基團專一性除了化學鍵要求外，對鍵一側的基團也有要求。第22頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一LinkagespecificityGroupspecificity鍵專一性基團專一性第23頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一2.絕對特異性作用于一種底物進行專一反應生成一種特定產(chǎn)物。如：脲酶只能催化尿素的水解。

第24頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

（二）立體異構專一性酶除了對底物分子的化學結構有要求外，對其立體異構也有一定的要求。

1.光學專一性（opticalspecificity）指酶對所作用底物的立體構型的選擇性，如L-氨基酸氧化酶、L-乳酸脫氫酶。第25頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一HisCH3hisHOOCCH3OH

L（-）LactateD（+）Lactate

YesNoArgargHisHOCH3COOHOpticalspecificity第26頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

2.幾何專一性（geometricalspecificity）指酶對所作用底物順反異構的選擇性，如延胡索酸酶催化的反應：

HOOC-CHH2OHOOC-CH2│

HC-COOHHO-CH-COOH

延胡索酸酶延胡索酸(反丁烯二酸)L(+)蘋果酸Geometricalspecificity第27頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一五、酶結構與功能關系（一）酶的活性中心和必需基團

1.活性中心（activecenter）概念酶分子中直接與底物結合，并與酶的催化作用直接有關的部位（activesite）。對于單純酶，活性中心是由一些氨基酸殘基的側鏈基團組成（2-3個）；對于結合酶，輔助因子也參與酶的活性中心。第28頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一2.活性中心的組成（1）結合部位（bindingsite）酶分子中與底物結合的部位或區(qū)域，結合部位決定酶的專一性。（2）催化部位（catalyticsite）酶分子中促使底物發(fā)生化學變化的部位，催化部位決定酶催化反應的性質。第29頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一一些酶活性中心的氨基酸殘基

酶殘基總數(shù)活性中心殘基牛胰RNA酶124His12His119Lys41溶菌酶129Asp52Glu35牛胰凝乳蛋白酶245His57Asp102Ser195牛胰蛋白酶238His46Asp90Ser183木瓜蛋白酶212Cys25His159

彈性蛋白酶240His45Asp93Ser188枯草桿菌蛋白酶275His46Ser221碳酸酐酶258His93-Zn-His95His117

第30頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一底物活性中心以外的必需基團結合基團催化基團活性中心第31頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一3.酶的必需基團（1）必需基團（essentialgroup）概念間接或直接與酶催化活性相關的多肽鏈上某些氨基酸殘基的功能性基團。（2）類型：①活性中心內必需基團②性中心外必需基團維持酶蛋白構象不可缺少的基團，例如：巰基、羥基、咪唑基、羧基等。第32頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一六、酶的作用機制

（一）酶的催化作用：過渡態(tài)、分子活化能

1.過渡態(tài)反應分子被激活的狀態(tài)，是分子具有最高能量的形式，是分子的不穩(wěn)定態(tài)。它是一個短暫的分子瞬間。在過渡態(tài)分子中，某些化學鍵正在斷裂或形成，并達到能裂解生成產(chǎn)物或再返回生成物程度。

2.分子活化能分子由基態(tài)到活化態(tài)（過渡態(tài)）所需能量。

3.酶的催化作用和一般催化劑一樣，酶通過降低反應分子所需的活化能，使活化分子增多，反應速度加快。第33頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一第34頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

（二）酶與底物復合物形成

—中間產(chǎn)物學說酶在起催化反應時，首先與底物形成不穩(wěn)定的中間物，然后分解為游離酶與產(chǎn)物。E+SESE+

Pk1k2k3第35頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

（三）誘導契合學說酶與底物的結合具有高度專一性，但酶如何與底物結合成中間產(chǎn)物？

1.鎖鑰學說（lockandkeyhypothesis）

1894年由Fisher提出，又叫“剛性模板學說”。認為整個酶分子的構象具有剛性結構，酶表面具有特定形狀，酶與底物的結合如同一把鑰匙對一把鎖一樣。第36頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一酶與底物結合的“鎖與鑰匙”模型

該學說解釋：a.酶的專一性，b.變性的酶不能進行催化作用。局限性：a.不能解釋酶的逆反應，b.酶行使催化時，酶分子中某些基團所發(fā)生的變化。第37頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一2.誘導契合學說（induced-fithypothesis）

1958年，Koshland提出了誘導契合學說，該學說認為：酶的活性中心不是僵硬的結構，它具有一定的柔性。也就是酶表面并沒有一種與底物互補的固定形狀，而只是由于底物的誘導才形成了互補形狀，因而使酶和底物契合而結合成中間產(chǎn)物，并引起底物發(fā)生反應。第38頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一酶與底物結合的“誘導契合”模型第39頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

（六）酶催化高效的分子機制

1.“鄰近”及“定向”效應指兩種或兩種以上的底物（特別是雙底物）同時結合在酶活性中心上，相互靠近（鄰近），并采取正確的空間取向（定向），這樣大大提高了底物的有效濃度，使分子間反應近似分子內反應，從而加快了反應速度第40頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一EABProximityandorientationeffect第41頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一2.“張力”和“形變”酶活性部位的某些基團使底物分子敏感鍵中的某些基團電子云密度發(fā)生變化，產(chǎn)生電子張力（strain），降低了底物的活化能。穩(wěn)定的底物底物張力變形，被激活形成過渡態(tài)第42頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一3.酸堿催化（acid-basecatalysis）酶參與酸堿催化都是廣義酸堿催化方式。廣義酸堿催化是指通過除水之外的質子供體提供部分質子，或是通過除水之外質子受體接受部分質子的作用，達到降低反應活化能的過程。酶分子的一些功能基團起瞬時質子供體或質子受體的作用。第43頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一作為廣義酸堿催化的某些氨基酸側鏈第44頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

組氨酸咪唑基的pK值為6，所以在pH6附近給出質子和結合質子能力相同，是最活潑的催化基團。咪唑基給出質子或結合質子的速度最快，半壽期小于10-10秒。第45頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一4.共價催化酶與底物形成反應活性很高的共價過渡產(chǎn)物，使反應活化能降低，從而提高反應速度的過程，稱為共價催化（covalentcatalysis）。酶中參與共價催化的基團主要包括：

His的咪唑基、Cys的巰基、Asp的羧基、Ser的羥基等。某些輔酶，如焦磷酸硫胺素（TPP）和磷酸吡哆醛（PLP）等也可以參與共價催化作用。

第46頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

共價催化具有親核、親電催化過程。例如：親核催化第47頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一5.金屬離子催化作用金屬酶（metalloenzyme）含緊密結合的金屬離子，如：Fe2+、Cu2+、Zn2+、Mn2+、Co3+

金屬-激活酶（metal-activatedenzyme）：含疏松結合的金屬離子，如Na+、K+、Mg2+、Ca2+

這些金屬離子的作用：

①通過結合底物為反應定向。②通過自身價數(shù)的改變參加氧化還原反應。③屏蔽底物或酶活性中心的負電荷。第48頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一6.酶活性中心的低介電區(qū)酶活性中心空穴的疏水環(huán)境，使酶的催化基團被低介電環(huán)境包圍，增強了底物敏感鍵和酶的催化基團之間的作用，使反應速度提高。第49頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一七、酶促反應動力學酶促反應動力學（kineticsofenzyme-catalyzedreaction）是研究酶促反應的速度以及影響酶促反應速度的各種因素。影響酶反應速度的因素包括：底物濃度、酶濃度、pH、溫度、激活劑與抑制劑等。底物（substrate,S）酶催化的物質產(chǎn)物（product,P）酶轉化后的物質第50頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

（一）酶反應速度單位時間內底物的消耗量或產(chǎn)物的生成量。單位為mol/min等。

v=底物的消耗量產(chǎn)物的生成量單位時間單位時間或v=第51頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

反應開始一段時間，產(chǎn)物的生成量與時間呈直線關系；隨著時間的延長，反應速度下降。主要原因：①底物濃度的降低②酶在一定的pH下部分失活③產(chǎn)物對酶的抑制④產(chǎn)物濃度的增加而加速了逆反應酶促反應初速度：在酶促反應開始無任何干擾因素出現(xiàn)時，短時間內酶的反應速度為反應初速度。第52頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

（二）酶濃度對反應速度的影響

在一定條件（①反應系統(tǒng)中沒有抑制劑；②最適條件；③當[S][E]），酶反應速度與酶濃度成正比。

v=

k[E]（k為速度常數(shù)）

影響機理：酶濃度增加，[ES]也增加，而v=k[ES]，故反應速度增加。第53頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

（三）底物濃度對酶促反應速度的影響

1.底物濃度對酶反應速度的影響

在酶濃度、pH、溫度等條件不變的情況下，底物濃度和反應速度的關系呈現(xiàn)矩形雙曲線（rectangularhyperbola）。第54頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

（1）[S]與v關系曲線分析①一級反應（firstorderreaction）當[S]很低時，[S]，v，成正比關系②混合級反應（mixedorderreaction）當[S]較高時，[S]與也，但不成正比關系③零級反應（zeroorderreaction）當[S]很高時，[S]，v不變，達到最大反應速度（maximumrateofreaction,Vmax）第55頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

（2）解釋根據(jù)中間產(chǎn)物學說：

E+SESE+P①當?shù)孜餄舛鹊蜁r，只有部分酶與底物形成ES，若增加底物濃度，有更多的ES生成，反應速度也隨之增加。②當?shù)孜餄舛群艽髸r，反應體系中的酶分子都已于底物結合生成ES，此時再增加底物濃度，已無游離的酶與底物結合，無更多的ES生成，反應速度達最大反應速度。第56頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一v=Vmax[S]Km+[S]2.米-曼氏方程式（Michaelis-Mentenequation）

1913年Michaelis和Menten根據(jù)中間產(chǎn)物學說提出：式中：Km

是米氏常數(shù)第57頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

（1）Km的意義當：v=1/2Vmax

時，Km=[S]

即Km等于最大反應速度一半時的底物濃度，單位：mol/L或mmol/L。

Km

值是酶的特征性常數(shù)之一，一般只與酶的性質、底物種類及反應條件有關，與酶的濃度無關。

一個酶在一定條件下，對某一底物有一特定的Km，Km

值范圍在10-6~10-2mol/L。第58頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一第59頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

（2）Km與酶對底物親和力關系當：k1

、k2k3

時，Km≈k2/k1Km可近似地表示酶對底物的親和力大小，Km

與酶對底物親和力大小成反比。

注意：底物親和力大不一定反應速度大，反速度更多地與產(chǎn)物形成趨勢：

k3/k1有關應。（3）Km與最適底物若一個酶有個底物，則Km最小的底物稱該酶的最適底物或天然底物。第60頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一（4）Km和Vmax的求解方法雙倒數(shù)作圖法（Lineweaver-Burk作圖法）：

1Km11vVmax[S]Vmax=+.-1/Km01/[S]1/v1/Vmax斜率=Km/Vmax第61頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

（四）pH對酶促反應速度的影響第62頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一pH影響酶活力的幾個方面：①影響酶蛋白構象，過酸或過堿會使酶變性。②影響酶和底物分子解離狀態(tài)，尤其是酶活性中心的解離狀態(tài)，最終影響ES形成。

大部分酶的pH-酶活曲線是鐘形，但也有半鐘形甚至直線形。第63頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一(五)溫度對酶促反應速度的影響

酶的最適溫度:酶活性最高時的溫度,也即酶的催化效率最高,酶促反應速度最大時的溫度。第64頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

溫度對酶影響的幾個方面：①在一定的溫度范圍內（0-40℃

），反應速度和溫度呈正比，一般每升高10℃

，反應速度約增加1倍。②酶是蛋白質，溫度過高，易失去活性。③最適溫度在不同的生物體有差別：一般動物體37-50℃，植物體50-60℃，細菌TaqDNA聚合酶70℃。④酶的最適溫度不是酶的特征性常數(shù)，隨酶作用時間的長短而有所變化：一般作用時間長，最適溫度低；作用時間短，最適溫度高。第65頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

（六）激活劑對酶促反應速度的影響

1.激活劑（activator）凡是能提高酶活性的物質稱為酶的激活劑。

2.激活劑的分類

①金屬陽離子作為酶的輔因子或激活劑起作用。如：Na+

、K+、

Fe2+、Ca2+、Mg2+、

Mn2+等，其中Mg2+是多種激酶及合成酶的激活劑。②陰離子作用不明顯。但動物唾液中的唾液淀粉酶的激活劑是Cl-。③有機分子如Cys、谷胱甘肽、EDTA等第66頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

（七）抑制劑對酶促反應速度的影響抑制劑（inhibitor）凡能降低酶活性甚至使酶完全喪失活性的物質。抑制作用（inhibition）直接或間接地影響酶的活性中心或必需基團，使酶活性降低或喪失，但不引起酶蛋白的變性。根據(jù)抑制劑與酶的作用方式及抑制作用是否可逆，將抑制作用分為兩種類型。第67頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一1.不可逆抑制（irreversibleinhibition）抑制劑與酶的必需基團以牢固的共價鍵結合,使酶喪失活性,不能用透析、超過濾等物理方法除去抑制劑使酶恢復活性。

第68頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一①有機磷化合物二異丙基氟磷酸（diisopropylfluorophosphate,DIFPorDFP）等有機磷殺蟲劑能抑制某些蛋白酶及酯酶活力，與活性部位Ser-OH共價結合。如強烈抑制膽堿酯酶：-Ser-OH-Ser-O膽堿酯酶磷?；憠A酯酶（失活）第69頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

此類物質為神經(jīng)毒劑，解磷定可解除抑制：第70頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一（Sarin）第71頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

SHSE+Hg2+EHg+2H+SHS

SHClSE+As-CH=CHClEAs-CH=CHCl+2HClSHClS巰基酶路易士氣巰基酶的抑制：②有機汞、有機砷與酶分子中Cys-SH結合，抑制含有巰基的酶。有單巰基抑制劑（如對氯汞苯甲酸,

PCMB)和雙巰基抑制劑。第72頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

SEHg+SCOONaCH-SHCH-SHCOONa

SHE+HgSHCOONaCHSCHSCOONa二巰基丁二酸鈉

SCH2OHSHCH2OHEAs-CH=CHCl+CHSHE+CHSSCH2SHSHCH2SAs-CH=CHCl二巰基丙醇解毒方法：第73頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一2.可逆抑制作用（reversibleinhibition）抑制劑與酶以非共價鍵疏松結合引起酶活性的降低活喪失，結合是可逆的，能夠通過透析、超濾等物理方法使酶恢復活性。

根據(jù)抑制劑與底物的關系，可分為：（1）競爭性抑制作用(competitiveinhibition)

競爭性抑制劑的結構與底物結構相似，與底物競爭同一種酶的活性中心，影響E與S的結合，從而使酶的反應速度下降。競爭性抑制作用可以通過增加底物的濃度的方法來解除。第74頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一第75頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

競爭性抑制的特點：①I與S分子結構相似；②Vmax不變，表觀Km增大；③抑制程度取決于I與E的親和力，以及[I]和[S]的相對濃度比例。第76頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

COOHCH2CH2COOH

琥珀酸脫氫酶

+FAD+FADH2

COOHCHCHCOOH琥珀酸延胡索酸

COOHCH2COOH丙二酸

例如：丙二酸是琥珀酸脫氫酶的競爭性抑制劑，另外還有草酸、草酰乙酸、戊二酸等。第77頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

（2）非競爭性抑制（non-competitiveinhibition）抑制劑與酶分子活性中心以外的其它部位結合而抑制酶活性，I與酶結合不影響酶與S的結合，兩者不存在競爭關系。第78頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一第79頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一非競爭性抑制的特點：

①I與S分子結構不同；②Vmax減小，表觀Km不變；③抑制程度取決于[I]大小。第80頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一（3）反競爭性抑制（uncompetitiveinhibition）抑制劑僅與酶和底物的中間復合物結合，即酶只有與底物結合后才能與抑制劑結合，從而抑制酶活性。第81頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一第82頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一反競爭性抑制的特點：①I與S分子結構不同，I只與ES結合；②Vmax

和表觀Km都減??；③抑制程度取決于[I]和[ES]二者的濃度。第83頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

（4）常見可逆抑制劑多為競爭性抑制劑。例如一些抗代謝物（代謝類似物），在結構上與天然代謝物十分相似，能選擇性抑制代謝過程中的某些酶。

a.5-氟尿嘧啶（5-FU）抗癌藥物，與尿嘧啶相似，抑制胸腺嘧啶合成酶活性。

b.磺胺類藥物—對氨基苯磺酰胺與對氨基苯甲酸（葉酸的一部分）相似。細菌在二氫葉酸合成酶作用下利用對氨基苯甲酸合成二氫葉酸，磺胺藥物可抑制其合成。第84頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

對氨基苯甲酸二氫蝶呤FH2FH4

谷氨酸二氫葉酸合成酶二氫葉酸還原酶磺胺藥(-)氨甲蝶呤(-)第85頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一八、酶活性的調節(jié)

（一）酶的別構（變構）調控

1.別構酶（allostericenzyme）凡具有別構效應的調節(jié)酶稱別構酶。

2.別構酶的性質和組成（1）迄今所有的別構酶都是寡聚酶，由2個或2個以上亞基組成。（2）存在有兩個活性部位：一是催化部位，與底物結合完成催化作用；一是調節(jié)部位，與調節(jié)劑結合，調節(jié)酶活性。第86頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

（3）別構效應（allostericeffect）特異的代謝物分子—別構劑（allostericeffector）結合于別構酶的別構部位（allostericsite），引起了酶的構象改變，進而改變酶的活性狀態(tài)，這種效應稱別構效應。第87頁，共102頁，2023年，2月20日，星期一

（4）酶的調節(jié)劑正調節(jié)劑（別構激活劑）作用在酶的調節(jié)亞基上，使亞基間產(chǎn)生正協(xié)同效應，從而使酶活性提高。負調節(jié)劑（別構抑制劑）作用在酶的調節(jié)亞基上使亞基間產(chǎn)生負協(xié)同效應，從而使酶活性降低。