酶分子和抑制劑

酶分子和抑制劑酶分子和抑制劑第1頁第一節(jié)酶作為催化劑特點

1、高效催化效率

2、高度專一性

3、條件溫和

4、酶易變性失活

5、易調(diào)控酶分子和抑制劑第2頁一、酶含有高效催化效率

酶催化效率通常比非催化反應(yīng)高108～1020倍，比普通催化劑高107～1013倍。酶催化不需要較高反應(yīng)溫度。酶和普通催化劑加速反應(yīng)機理都是降低反應(yīng)活化能(activationenergy)。酶比普通催化劑更有效地降低反應(yīng)活化能。酶分子和抑制劑第3頁反應(yīng)總能量改變

非催化反應(yīng)活化能

酶促反應(yīng)活化能

普通催化劑催化反應(yīng)活化能

能量

反應(yīng)過程

底物

產(chǎn)物

酶促反應(yīng)活化能改變

活化能：底物分子從初態(tài)轉(zhuǎn)變到活化態(tài)所需能量。酶分子和抑制劑第4頁催化反應(yīng)歷程：普通化學(xué)反應(yīng)歷程：

SP酶促反應(yīng)歷程：

S+EESE+P

酶分子和抑制劑第5頁一個酶僅作用于一個或一類化合物，或一定化學(xué)鍵，催化一定化學(xué)反應(yīng)并生成一定產(chǎn)物,特異性或?qū)Ｒ恍浴?酶特異性(specificity)二、酶含有高度特異性酶分子和抑制劑第6頁依據(jù)酶對其底物結(jié)構(gòu)選擇嚴格程度不一樣，酶特異性可大致分為以下3種類型：絕對特異性(absolutespecificity)：只能作用于特定結(jié)構(gòu)底物，進行一個專一反應(yīng)，生成一個特定結(jié)構(gòu)產(chǎn)物

。相對特異性(relativespecificity)：作用于一類化合物或一個化學(xué)鍵。立體結(jié)構(gòu)特異性(stereo

specificity)：作用于立體異構(gòu)體中一個。酶分子和抑制劑第7頁

絕對特異性酶分子和抑制劑第8頁酶相對特異性酶分子和抑制劑第9頁

乳酸脫氫酶立體異構(gòu)特異性酶分子和抑制劑第10頁酶立體異構(gòu)特異性酶分子和抑制劑第11頁

三、酶調(diào)整性生命現(xiàn)象表現(xiàn)了它內(nèi)部反應(yīng)歷程有序性。這種有序性是受多方面原因調(diào)整和控制，而酶活性控制又是代謝調(diào)整作用主要方式。酶活性調(diào)整控制大約有以下9種方式：酶分子和抑制劑第12頁（一）酶濃度調(diào)整

酶濃度調(diào)整主要有兩種方式：

誘導(dǎo)或抑制酶合成；調(diào)整酶降解。

比如，在分解代謝中，β－半乳糖苷酶合成，平時是處于被阻遏狀態(tài)。當乳糖存在時，抵消了阻遏作用，于是酶受乳糖誘導(dǎo)而合成。酶分子和抑制劑第13頁乳糖操縱子(lacoperon)結(jié)構(gòu)

調(diào)控區(qū)CAP結(jié)合位點開啟序列操縱序列

結(jié)構(gòu)基因Z：β-半乳糖苷酶Y：透酶A：乙?；D(zhuǎn)移酶ZYAOPDNA酶分子和抑制劑第14頁mRNA阻遏蛋白IDNAZYAOPpol沒有乳糖存在時-------關(guān)閉阻遏基因酶分子和抑制劑第15頁mRNA阻遏蛋白有乳糖存在時IDNAZYAOPpol開啟轉(zhuǎn)錄mRNA乳糖半乳糖β-半乳糖苷酶酶分子和抑制劑第16頁

（二）激素調(diào)整

如乳糖合成酶有兩個亞基：催化亞基和修飾亞基。催化亞基：本身不能合成乳糖，但可催化半乳糖以共價鍵方式連接到蛋白質(zhì)上形成糖蛋白。修飾亞基和催化亞基結(jié)合后，改變了催化亞基專一性，能夠催化半乳糖和葡萄糖反應(yīng)生成乳糖。修飾亞基：由激素控制。妊娠時，修飾亞基在乳腺生成。分娩時，因為激素水平急劇改變，修飾亞基大量合成，它和催化亞基結(jié)合，大量合成乳糖。酶分子和抑制劑第17頁（三）共價修飾調(diào)整

酶蛋白肽鏈上一些基團可在另一個酶催化下，與一些化學(xué)基團發(fā)生可逆共價結(jié)合，引發(fā)酶分子結(jié)構(gòu)改變而影響酶活性稱為共價修飾(covalentmodification)，也稱為化學(xué)修飾（chemicalmodification）。酶分子和抑制劑第18頁

常見類型磷酸化與脫磷酸化（最常見）乙?；兔撘阴；谆兔摷谆佘栈兔撓佘栈璖H與－S－S互變酶分子和抑制劑第19頁

酶磷酸化與脫磷酸化

-OHThrSerTyr酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶ATPADP蛋白激酶ThrSerTyr-O-PO32-酶蛋白酶分子和抑制劑第20頁腺苷酸環(huán)化酶（無活性）腺苷酸環(huán)化酶（有活性）

ATPcAMP↑

激素（胰高血糖素、腎上腺素等）+受體

PKA(無活性)

PKA(有活性)糖原合酶

糖原合酶-P

磷酸化酶b

磷酸化酶a-P

磷酸化酶b激酶

磷酸化酶b激酶-P

共價修飾酶級聯(lián)反應(yīng)酶分子和抑制劑第21頁（四）限制性蛋白酶水解作用

限制性蛋白酶水解是一個高特異性共價修飾調(diào)整系統(tǒng)。細胞內(nèi)合成新生肽大都以無活性前體形式存在，一旦生理需要，才經(jīng)過限制性水解作用使前體轉(zhuǎn)變?yōu)楹猩锘钚缘鞍踪|(zhì)或酶，從而開啟和激活以下各種生理功效：

酶原激活、血液凝固、補體激活等。除了參加酶活性調(diào)控外，還起著切除、修飾、加工等作用，因而含有主要生物學(xué)意義。酶分子和抑制劑第22頁酶原與酶原激活酶原(zymogen)有些酶在細胞內(nèi)合成或初分泌時只是酶無活性前體，以前體物質(zhì)稱為酶原。

酶原激活在一定條件下，酶原向有活性酶轉(zhuǎn)化過程。酶分子和抑制劑第23頁

酶原激活機理酶原分子構(gòu)象發(fā)生改變形成或暴露出酶活性中心

一個或幾個特定肽鍵斷裂，水解掉一個或幾個短肽在特定條件下酶分子和抑制劑第24頁賴纈天天天天甘異賴纈天天天天纈組絲SSSS46183甘異纈組絲SSSS腸激酶胰蛋白酶活性中心胰蛋白酶原激活過程酶分子和抑制劑第25頁酶原激活生理意義防止細胞產(chǎn)生酶對細胞進行本身消化，并使酶在特定部位和環(huán)境中發(fā)揮作用，確保體內(nèi)代謝正常進行。有酶原能夠視為酶儲存形式。在需要時，酶原適時地轉(zhuǎn)變成有活性酶，發(fā)揮其催化作用。酶分子和抑制劑第26頁

比如：

消化道蛋白酶以酶原形式分泌，防止了胰腺細胞和細胞外間質(zhì)蛋白被蛋白酶水解而破壞，并確保酶在特定環(huán)境及部位發(fā)揮其催化作用。正常情況下血管內(nèi)凝血酶原不被激活，則無血液凝固發(fā)生，確保血流通暢運行。一旦血管破損，凝血酶原激活成凝血酶，血液凝固發(fā)生催化纖維蛋白酶原變成纖維蛋白阻止大量失血，而起保護作用。酶分子和抑制劑第27頁(五)抑制劑和激活劑調(diào)整

抑制劑調(diào)整：指酶活性受到大分子或小分子抑制劑抑制，從而影響酶活性。大分子－－如胰臟胰蛋白酶抑制劑(抑肽酶)；小分子－－如2，3一二磷酸甘油酸，是磷酸變位酶抑制劑。

激活劑調(diào)整：指酶活性受到離子、小分子化合物或生物大分子激活，從而提升酶活性。金屬離子對酶激活最常見，小分子化合物，如2，6一二磷酸果糖是磷酸果糖激酶有效激活劑，生物大分子如酶原激活、cAMP對蛋白激酶激活等。

酶分子和抑制劑第28頁(六)反饋調(diào)整

許多小分子物質(zhì)合成是由一連串反應(yīng)組成。催化此物質(zhì)生成第一步反應(yīng)酶，往往能夠被它終端產(chǎn)物所抑制，這種對自我合成抑制叫反饋抑制。如合成嘧啶核苷酸時，終端產(chǎn)物UTP和CTP能夠控制合成過程一連串反應(yīng)中第一個酶。反饋抑制就是經(jīng)過這種調(diào)整控制方式，調(diào)整代謝物流向，從而調(diào)整生物合成。酶分子和抑制劑第29頁---ATP+CO2+谷氨酰胺氨基甲酰磷酸UMP氨基甲酸天冬氨酸UTPCTP天冬氨酸嘌呤核苷酸ATP+5-磷酸核糖嘧啶核苷酸PRPP-氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ天冬氨酸氨基甲酰磷酸轉(zhuǎn)移酶酶分子和抑制劑第30頁酶分子和抑制劑第31頁（七）酶變構(gòu)調(diào)整

細胞內(nèi)一些代謝物能與一些酶分子活性中心以外某一部位以非共價鍵可逆結(jié)合，使酶構(gòu)象發(fā)生改變并影響其催化活性，進而調(diào)整代謝反應(yīng)速率，這種現(xiàn)象為變構(gòu)調(diào)整（allostericregulation）。

酶分子和抑制劑第32頁

變構(gòu)酶調(diào)整亞基：

與變構(gòu)劑結(jié)合，改變酶構(gòu)象催化亞基：

含有催化基團（活性中心）酶分子和抑制劑第33頁變構(gòu)酶解聚與聚合C——催化亞基R——調(diào)整亞基酶分子和抑制劑第34頁

蛋白激酶變構(gòu)調(diào)整蛋白激酶A（R2C2）R2與4個cAMP（4×▲）結(jié)合后，使R亞基對C亞基抑制作用消失，C亞基則含有催化活性。酶分子和抑制劑第35頁蛋白激酶A變構(gòu)調(diào)整酶分子和抑制劑第36頁(八)金屬離子和其它小分子化合物調(diào)整

有些酶需要K+活化，但Na+不能活化這些酶，有時還有抑制作用。這一類酶有丙酮酸激酶、酵母丙酮酸羧化酶等。另有一些酶需要Na+活化，K+起抑制作用。如腸中蔗糖酶。二價金屬離子如Ca2+

、Zn2+

、Mg2+

、Mn2+往往也為一些酶表現(xiàn)活力所必需，它們調(diào)整作用可能和維持酶分子一定三級、四級結(jié)構(gòu)相關(guān)，有則和底物結(jié)合及催化反應(yīng)相關(guān)。這些離子濃度改變都會影響相關(guān)酶活性。酶分子和抑制劑第37頁(九)蛋白質(zhì)剪接(proteinsplicing)

20世紀90年代早期，大家發(fā)覺了一個蛋白質(zhì)活性調(diào)整方式——蛋白質(zhì)剪接。

酶分子和抑制劑第38頁蛋白內(nèi)含子與蛋白剪接1、蛋白內(nèi)含子發(fā)覺蛋白內(nèi)含子(intein)是指包含在前體蛋白中一段序列,在蛋白翻譯后成熟過程中被準確切除并將兩側(cè)序列又稱蛋白外顯子(extein)以正常肽鍵連接形成有功效成熟蛋白,這個過程稱為蛋白剪接(proteinsplicing）。酶分子和抑制劑第39頁酶分子和抑制劑第40頁

蛋白剪接類似于RNA剪接。蛋白內(nèi)含子編碼序列位于兩側(cè)蛋白外顯子編碼序列中間,它們共同組成一個連續(xù)開放讀碼框架,翻譯后形成一個前體蛋白。

蛋白剪接過程與簡單蛋白催化加工過程不一樣,它使兩個外顯子中間形成一個自然肽鍵。酶分子和抑制劑第41頁

第一個蛋白內(nèi)含子是在酵母中發(fā)覺,當前已經(jīng)有100多個蛋白內(nèi)含子被發(fā)覺。最初發(fā)覺蛋白內(nèi)含子曾有不一樣稱謂，如：

蛋白質(zhì)內(nèi)含子(proteinintron)

插入蛋白序列(interveningproteinsequence)

間隔序列(spacersequence)

蛋白酶(protozyme)等。

現(xiàn)在所采取蛋白內(nèi)含子(intein)和蛋白外顯子(extein)是從1994年開始統(tǒng)一使用。酶分子和抑制劑第42頁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)：經(jīng)過序列分析表明,當前發(fā)覺蛋白內(nèi)含子大小為1342608氨基酸，大個別蛋白內(nèi)含子含有兩個功效域。即：由N－端和C－端組成剪接域(splicingdomain)中間核酸內(nèi)切酶結(jié)構(gòu)域(endonucleasedomain)2、蛋白內(nèi)含子結(jié)構(gòu)酶分子和抑制劑第43頁酶分子和抑制劑第44頁蛋白剪接功效單位

研究表明蛋白內(nèi)含子是觸發(fā)蛋白剪接功效單位,只要有完整剪接序列存在就能夠發(fā)生蛋白剪接。

許多試驗證實蛋白剪接功效包含在蛋白內(nèi)含子序列加上C－端蛋白外顯子第一個氨基酸結(jié)構(gòu)中。經(jīng)過刪除中間核酸內(nèi)切酶結(jié)構(gòu)或用一個連接子(linker)取代,不影響蛋白內(nèi)含子剪接功效,表明蛋白內(nèi)含子剪接域和核酸內(nèi)切酶結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)和功效上是獨立兩個單位。酶分子和抑制劑第45頁3、蛋白內(nèi)含子剪接機理

蛋白剪接是一個非?？焖龠^程,在自然狀態(tài)下極難觀察到。假如將蛋白內(nèi)含子加上外顯子第一個氨基酸殘基,在一個外源蛋白系統(tǒng)中就足能夠發(fā)生蛋白剪接。經(jīng)過理論模型和試驗分析,對蛋白內(nèi)含子剪接過程基礎(chǔ)上已經(jīng)清楚。剪接過程包括4個親核取代,是由3個保守剪接殘基激活,整個剪接過程可分成四步完成。酶分子和抑制劑第46頁剪接過程第一步：N－X?；嘏诺诙剑乎セ磻?yīng)轉(zhuǎn)移第三步：蛋白內(nèi)含子C－端Asn環(huán)化第四步：X-N?；嘏琶阜肿雍鸵种苿┑?7頁酶分子和抑制劑第48頁4、蛋白內(nèi)含子是可移動遺傳元件

一個最直接證據(jù)是許多蛋白內(nèi)含子中間含有核酸內(nèi)切酶序列,并有一段保守特定基序LAGLIDADG,核酸內(nèi)切酶活性在許各種蛋白內(nèi)含子中觀察到了。蛋白內(nèi)含子中所包含核酸內(nèi)切酶類似于由含有移動能力內(nèi)含子(intron)所編碼居家核酸內(nèi)切酶(hominendonuclease),所以認為蛋白內(nèi)含子也含有居家(inteinhoming)能力,與內(nèi)含子居家(intronhoming)作用是類似。酶分子和抑制劑第49頁5、蛋白內(nèi)含子和蛋白剪接研究熱點

蛋白內(nèi)含子獨特征在于其蛋白剪接功效,即能將兩個多肽以一個正常肽鍵相連,而且其蛋白剪接功效又可分解成N-端和C-端切割功效。這些蛋白內(nèi)含子(或修飾后蛋白內(nèi)含子)自主催化生化反應(yīng)為蛋白合成和加工提供了新路徑,因而在蛋白工程及其它領(lǐng)域含有廣泛應(yīng)用前景。所以除了對蛋白內(nèi)含子本身結(jié)構(gòu)與功效研究外,在應(yīng)用研究方面產(chǎn)生了許多新熱點。酶分子和抑制劑第50頁①可用于蛋白純化：蛋白內(nèi)含子載體開發(fā)不但使蛋白純化一步化,而且經(jīng)過蛋白內(nèi)含子介導(dǎo)蛋白連接,有時也稱表示蛋白連接生產(chǎn)多肽。當前已經(jīng)開發(fā)出基于親和融合蛋白純化系統(tǒng),將蛋白內(nèi)含子插在親和基團和要純化目標蛋白之間,利用蛋白內(nèi)含子自主切割將目標蛋白釋放出來。利用蛋白內(nèi)含子剪接技術(shù)不但能夠使蛋白純化尤其是經(jīng)過基因工程生產(chǎn)重組蛋白純化簡便快速,而且能夠給一些主要肽添加修飾成份。酶分子和抑制劑第51頁②用于蛋白與蛋白之間相互作用研究。

蛋白內(nèi)含子和蛋白剪接可用于基因治療。有些人構(gòu)想在線粒體基因治療中引入蛋白剪接技術(shù),希望處理核基因組編碼一些線粒體蛋白在運輸過程中困難,并已成功地用于一項相關(guān)線粒體蛋白運輸研究。酶分子和抑制劑第52頁③可用于預(yù)防外源基因在轉(zhuǎn)基因植物中擴散。伴隨更多內(nèi)含子發(fā)覺和對蛋白內(nèi)含子剪接機制深入研究,蛋白內(nèi)含子功效將深入得到開發(fā),將為蛋白質(zhì)工程領(lǐng)域開辟新路徑。

酶分子和抑制劑第53頁

細菌和真核細胞中發(fā)覺了蛋白質(zhì)自我剪接現(xiàn)象。蛋白質(zhì)自我剪接說明成熟蛋白質(zhì)序列與mRNA序列不一定次序?qū)?yīng)，一個單一前體蛋白質(zhì)經(jīng)過剪接機制能夠產(chǎn)生各種蛋白質(zhì)分子，這種新蛋白質(zhì)活性調(diào)整機制還有待深入研究。酶分子和抑制劑第54頁四、酶輔助因子蛋白質(zhì)個別：酶蛋白(apoenzyme)輔助因子(cofactor)

金屬離子小分子有機化合物全酶(holoenzyme)酶分子和抑制劑第55頁*結(jié)合酶各個別在催化反應(yīng)中作用酶蛋白決定反應(yīng)特異性輔助因子決定反應(yīng)種類與性質(zhì)金屬酶(metalloenzyme)金屬離子與酶結(jié)合緊密，提取過程中不易丟失。

金屬激活酶(metal-activatedenzyme)金屬離子為酶活性所必需，但與酶結(jié)合不甚緊密。酶分子和抑制劑第56頁金屬離子作用穩(wěn)定酶構(gòu)象；參加催化反應(yīng)，傳遞電子；在酶與底物間起橋梁作用；中和陰離子，降低反應(yīng)中靜電斥力等。小分子有機化合物作用在反應(yīng)中起運載體作用，傳遞電子、質(zhì)子或其它基團。酶分子和抑制劑第57頁小分子有機化合物在催化中作用

尼克酰胺（維生素PP之一）尼克酰胺（維生素PP之一）維生素B2（核黃素）維生素B2（核黃素）維生素B1（硫胺素）泛酸硫辛酸維生素B12生物素吡哆醛（維生素B6之一）葉酸NAD+（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸，輔酶I）NADP+（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，輔酶II）FMN（黃素單核苷酸）FAD（黃素腺嘌呤二核苷酸）TPP（焦磷酸硫胺素）輔酶A（CoA）硫辛酸鈷胺素輔酶類生物素磷酸吡哆醛四氫葉酸氫原子（質(zhì)子）醛基?；榛趸及被S生素名稱小分子有機化合物(輔酶或輔基)轉(zhuǎn)移基團尼克酰胺（維生素PP之一）尼克酰胺（維生素PP之一）維生素B2（核黃素）維生素B2（核黃素）維生素B1（硫胺素）泛酸硫辛酸維生素B12生物素吡哆醛（維生素B6之一）葉酸NAD+（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸，輔酶I）NADP+（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，輔酶II）FMN（黃素單核苷酸）FAD（黃素腺嘌呤二核苷酸）TPP（焦磷酸硫胺素）輔酶A（CoA）硫辛酸鈷胺素輔酶類生物素磷酸吡哆醛四氫葉酸氫原子（質(zhì)子）醛基酰基烷基二氧化碳氨基一碳單位所含維生素名稱小分子有機化合物(輔酶或輔基)轉(zhuǎn)移基團酶分子和抑制劑第58頁第二節(jié)酶抑制作用和酶抑制劑一、酶可逆抑制作用

抑制劑通常以非共價鍵與酶或酶-底物復(fù)合物可逆性結(jié)合，使酶活性降低或喪失；抑制劑可用透析、超濾等方法除去。（一）簡單可逆抑制

類型競爭性抑制非競爭性抑制反競爭性抑制酶分子和抑制劑第59頁１.競爭性抑制作用+IEIE+SE+PES反應(yīng)模式定義抑制劑與底物結(jié)構(gòu)相同，能與底物競爭酶活性中心，從而妨礙酶底物復(fù)合物形成，使酶活性降低。這種抑制作用稱為競爭性抑制作用。

酶分子和抑制劑第60頁+++EESIESEIEP酶分子和抑制劑第61頁Ki：EI解離常數(shù)，抑制常數(shù)EI不能轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物酶分子和抑制劑第62頁動力學(xué)特點：Vmax不變，表觀Km增大。抑制劑↑

無抑制劑1/V1/[S]-1/Km1/Vmax酶分子和抑制劑第63頁競爭性抑制雙倒數(shù)圖形特征酶分子和抑制劑第64頁酶分子和抑制劑第65頁2.非競爭性抑制*反應(yīng)模式E+SESE+P+

S－S+

S－S+ESIEIEESEP+IEI+SEIS+I酶分子和抑制劑第66頁E+SESE+P+IEI+SEIS+I酶分子和抑制劑第67頁動力學(xué)特點：Vmax降低，表觀Km不變。

抑制劑↑

1/V1/[S]無抑制劑

-1/Km1/Vmax酶分子和抑制劑第68頁非競爭性抑制雙倒數(shù)圖形特征酶分子和抑制劑第69頁3.反競爭性抑制

這類抑制劑只與ES復(fù)合物結(jié)合生成ESI復(fù)合物，使中間產(chǎn)物ES量下降，而不與游離酶結(jié)合，稱為反競爭性抑制。酶分子和抑制劑第70頁*反應(yīng)模式E+SE+PES+IESI++ESESESIEP酶分子和抑制劑第71頁E+SE+P

ES+IESI酶分子和抑制劑第72頁動力學(xué)特點：Vmax降低，表觀Km降低。抑制劑↑

1/V1/[S]無抑制劑

?酶分子和抑制劑第73頁反競爭性抑制雙倒數(shù)圖形特征酶分子和抑制劑第74頁

酶三種可逆性抑制作用特點作用特點無抑制劑競爭性抑制劑非競爭性抑制劑反競爭性抑制劑與I結(jié)合組分

EE、ESES動力學(xué)特點

表觀KmKm

增大不變降低雙倒數(shù)曲線Vmax

橫軸截距

Vmax

－1/Km不變

增大降低

不變降低降低縱軸截距斜率

1/VmaxKm/Vmax

不變增大增大增大增大不變酶分子和抑制劑第75頁（二）底物抑制

在給定酶濃度下，酶催化反應(yīng)速率隨底物濃度增加而加緊，至極限Vmax。但在有些情況下發(fā)覺高濃度底物會抑制本身轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。

如：琥珀酸脫氫酶

酶分子和抑制劑第76頁COO-CHCHCOO-琥珀酸COO-C-HH-CCOO-延胡索酸FADFAD2H琥珀酸脫氫酶HH

該反應(yīng)發(fā)生需要底物兩個羧基同時與酶分子結(jié)合，當?shù)孜餄舛群芨邥r，兩分子琥珀酸與酶分子結(jié)合，使反應(yīng)無法進行。除非有一分子琥珀酸解離，反應(yīng)才能進行。酶分子和抑制劑第77頁（三）產(chǎn)物抑制

產(chǎn)物對酶反應(yīng)抑制作用在生物體中較為常見。在細胞內(nèi)，酶反應(yīng)產(chǎn)物即使不停地為另外酶所作用，但底物和產(chǎn)物總是同時存在。應(yīng)考慮產(chǎn)物對反應(yīng)速率影響。酶分子和抑制劑第78頁（四）變構(gòu)抑制如某一合成路徑表示以下：

ABCDEF

產(chǎn)物F作為這一合成路徑中幾個早期酶(如A—B酶)變構(gòu)抑制劑，對這一合成路徑加以反饋抑制，以防止產(chǎn)物過量堆積。

酶分子和抑制劑第79頁

變構(gòu)抑制劑普通定義為抑制劑與酶結(jié)合，引發(fā)酶構(gòu)象改變，使底物結(jié)合部位性質(zhì)發(fā)生改變和改變了后續(xù)催化活性，米氏作圖為雙曲線。幾乎全部末端產(chǎn)物抑制(反饋抑制)酶都為寡聚蛋白，因而變構(gòu)抑制機制包括到亞基之間相互作用，如將變構(gòu)酶拆分成單亞基，即失去調(diào)整活性，但依然保持了酶催化活性。酶分子和抑制劑第80頁

二、酶不可逆抑制作用

酶不可逆抑制作用是抑制劑與酶必需基團以共價鍵連接，將必需基團進行了化學(xué)修飾，從而引發(fā)酶活性喪失。化學(xué)修飾作用能夠是非酶促反應(yīng)，也能夠是酶促反應(yīng)；修飾可發(fā)生在酶蛋白上，也能夠在輔基上。所以，不可逆抑制作用可分為非專一性和專一性兩大類。酶分子和抑制劑第81頁一、自殺底物(suicidesubstrate)

是一類酶天然底物衍生物或類似物，在它們結(jié)構(gòu)中含有一個化學(xué)活性基團，當酶把他們作為底物結(jié)合時，其潛在化學(xué)基團能被解開或激活，并與酶活性部位發(fā)生共價結(jié)合，使結(jié)合物停留在某種狀態(tài)，從而不能分解成產(chǎn)物，酶因而致“死”，此過程稱為酶自殺，這類底物稱為自殺底物(suicidesubstrate)?；诿缸詺⑿缘孜锾厥庑?大家把酶自殺底物應(yīng)用于疾病治療,取得了良好效果。酶分子和抑制劑第82頁

每一個自殺底物必定有其專一酶對象，這種酶對象稱為自殺底物靶酶(targetenzyme)。所以，也能夠說，酶自殺底物是專一性很高不可逆抑制劑或失活劑。酶分子和抑制劑第83頁自殺底物抑制作用有以下特點：

(1)自殺底物濃度愈大，抑制作用也愈大。(2)抑制作用最適pH與催化底物最適pH值一致。(3)在自殺底物過量時，加入酶愈多，抑制作用愈大。(4)自殺底物本身無抑制活性，而生成抑制劑是一個親和標識抑制物。(5)酶活性中心必需基團與抑制劑化學(xué)計量關(guān)系是1：1。(6)真正底物能競爭性地阻斷自殺底物抑制作用。酶分子和抑制劑第84頁

酶自殺底物在治療酶學(xué)上是一類嶄新課題，對于醫(yī)療實踐有著極為主要意義。過去治療酶學(xué)，著眼點在利用各種不一樣酶作為治療伎倆來醫(yī)治一些疾病。假如以酶作為靶子，使一些致病菌或異常生長細胞中酶能被一些對應(yīng)化合物所抑制或失活，從而也能使疾病得以治愈。自殺底物就是在這方面能大顯身手這類化合物，因為普通性酶失活劑，多數(shù)是很猛烈化學(xué)物質(zhì)，對人體也是有毒，實用價值極少；而自殺底物與酶天然底物共同之處就是對人體無毒或毒性較少，所以很有醫(yī)療價值。酶分子和抑制劑第85頁酶自殺底物多半是人工設(shè)計合成，也有一些是天然產(chǎn)物。多年來，已合成了不少對人體副作用較小一些靶酶自殺底物，以對付一些病原體感染或?qū)σ恍┊惓４x天然酶自殺底物并不一定能治病。有些酶天然自殺底物，如不慎吃下，反而對正常人體正常酶發(fā)生抑制而造成功效不正?；蛑虏?。酶分子和抑制劑第86頁

第三節(jié)酶自殺底物藥品價值

一、治療用人工合成酶自殺底物

(一)能治療高血壓自殺底物

高血壓與細胞質(zhì)內(nèi)線粒體中單胺氧化酶相關(guān)。降壓藥品優(yōu)降寧（pargyline)是一個β－，γ－丙炔基叔胺類衍生物，它是線粒體上單胺氧化酶(MAO)自殺底物。酶分子和抑制劑第87頁

單胺氧化酶是一個黃素酶類，含有輔酶FAD。當服用優(yōu)降寧后，這個自殺底物可將酶上輔基FAD中核黃素個別還原并發(fā)生共價加合作用，使酶催化反應(yīng)不能再繼續(xù)進行。血漿中單胺氧化酶因不含有FAD，不受優(yōu)降寧抑制。酶分子和抑制劑第88頁(二)癲癇治療中自殺底物應(yīng)用

人腦中含有一個叫γ－氨基丁酸(GABA)氨基酸，它是一個抑制性神經(jīng)遞質(zhì)。腦中γ－氨基丁酸轉(zhuǎn)氨酶可破壞此氨基酸，普通這被認為是癲痢病發(fā)病原因。假如對γ－氨基丁酸轉(zhuǎn)氨酶設(shè)法加以阻斷或抑制，就能夠起到抗癲癇作用。

γ－氨基丁酸轉(zhuǎn)氨酶是一個以磷酸吡哆醛為輔基轉(zhuǎn)氨酶。有幾個自殺底物，如二氫芳族鄰位氨基苯甲酸，γ－乙烯代氨基丁酸等可“殺死”此酶，尤以后者更為專一。

酶分子和抑制劑第89頁

當γ－氨基丁酸轉(zhuǎn)氨酶被自殺底物阻斷抑制后，腦中γ－氨基丁酸量對應(yīng)地增高，從而腦中樞可受抑制。故自殺底物γ－乙烯代氨基丁酸將是一個很有效抗癲癇藥品。患者在注射自殺底物γ－乙烯代氨基丁酸后，自發(fā)性運動降低，體溫降低，此藥含有強烈抗抽搐及抗癲癇發(fā)作功效。酶分子和抑制劑第90頁（三）用自殺底物來對付抗青霉素菌株

青霉素之所以有殺菌力，就在于它結(jié)構(gòu)中含有β－內(nèi)酰胺(β－lactam)環(huán)殺菌個別。因為長久廣泛使用青霉素，一些菌株往往對青霉素產(chǎn)生耐藥性，其原因多半是細菌體內(nèi)被誘導(dǎo)出一個叫β－內(nèi)酰胺酶(β－lactamase)適應(yīng)酶緣故。

酶分子和抑制劑第91頁

此酶能水解青霉素中內(nèi)酰胺環(huán)，使之成為不含有殺菌力青霉酸，這么，就破壞了青霉素殺菌能力。

治療學(xué)上課題就是要設(shè)法破壞這種β－內(nèi)酰胺酶，使細菌不能破壞青霉素。所以，設(shè)計出β－內(nèi)酰胺酶自殺底物就很有用途。多年來，已經(jīng)設(shè)計并合成了幾個這么自殺底物。酶分子和抑制劑第92頁（四）作為抗菌藥自殺底物

細菌中丙氨酸消旋酶是一個以磷酸吡哆醛作為輔酶酶。丙氨酸消旋酶對于細菌是必不可少。因為此酶能使L型氨基酸消旋成為D型，而D型氨基酸是細菌合成細胞壁肽多糖主要原料。β－氟代－D一丙氨酸是丙氨酸消旋酶自殺底物，如該酶被“殺”，則細菌因不能合成細胞壁而死亡，故自殺底物β－氟代－D－丙氨酸可作為一個抗菌藥品。酶分子和抑制劑第93頁(五)自殺底物在腫瘤治療上可能性

一個已在臨床上應(yīng)用于抗腫瘤藥品5‘－氟脫氧尿苷酸(FdUMP)，實際上是靶酶胸苷酸合成酶自殺底物。該酶在腫瘤細胞DNA生物合成上是一個關(guān)鍵酶。如該酶被“殺”，則DNA就不能合成，并造成腫瘤細胞死亡。

5一氟脫氧尿苷酸作為自殺底物機制是:

該化合物能經(jīng)過正常催化循環(huán)，使胸苷酸合成酶巰基和酶四氫葉酸(THFA)輔因子之間形成一個三元復(fù)合體。酶分子和抑制劑第94頁（六）用自殺底物治療帕金森病

對于帕金森病患者來說，腦中有足夠量多巴胺對其癥狀緩解是必需，在理論上可用α－多巴來治療。其作用原理是α－多巴會進入腦中并轉(zhuǎn)變成多巴胺。但給藥方式是一個很主要問題，普通肌注或靜注后，α－多巴這一類芳香族氨基酸易被組織中芳香氨基酸脫羧酶所破壞，因而不易進入腦中。酶分子和抑制劑第95頁

有一個α－多巴衍生物α－二氟甲基多巴是芳香氨基酸脫羧酶自殺底物，可作為治療用藥。當給予此藥后，機體各組織中芳香氨基酸脫羧酶活力顯著降低，但腦中該酶活力卻下降甚少，故α－多巴就不易在周圍組織被迫壞而較多進入腦中，并受腦中仍有較高活力芳香氨基酸脫羧酶作用而形成較多多巴胺，這對帕金森病治療能起到良好作用。酶分子和抑制劑第96頁（七）痛風(fēng)癥自殺底物療法

各種類型痛風(fēng)癥是一個嘌呤代謝異常所引發(fā)疾病。特征是該病患者血和尿中尿酸鹽濃度升高，從而在腎臟及各關(guān)節(jié)處有尿酸鈉結(jié)晶從容，久之形成小結(jié)石，致使骨關(guān)節(jié)變形、發(fā)炎或腎臟病變，造成腎功效衰竭。用來醫(yī)治各種類型痛風(fēng)癥藥品別嘌呤醇，實際上是黃嘌呤氧化酶自殺底物。黃嘌呤氧化酶受抑制后尿酸產(chǎn)生降低，痛風(fēng)癥狀就緩解。酶分子和抑制劑第97頁（八）缺血再灌注綜合征自殺底物療法

缺血性腸病是一個主要胃腸道循環(huán)系統(tǒng)紊亂病。多年來研究表明，因為缺血所誘導(dǎo)小腸血管滲透性改變與氧自由基相關(guān)，如：①羥自由基去除劑二甲基亞砜(DMSO)可大大地阻止由缺血所引發(fā)小腸血管滲透性增加；②試驗產(chǎn)生氧自由基可增加非缺血小腸血管滲透性；③用SOD或DMSO預(yù)處理可極大地阻止由次黃嘌呤-黃嘌呤氧化酶引發(fā)血管滲透