酶的抑制及其动力学2次

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1、第十章酶的抑制及其动力学第一节抑制作用及其分类一概念:广义上说，凡是阻碍或降低酶促反应速度的作用称为抑制作用。1.钝化或变性作用(inactivationordenaturation)指酶蛋白受物理或化学因素的影响，部分或全部改变酶的空间构像从而引起酶活性降低甚至丧失的现象。根据除去致变性因素后，酶活性是否可以恢复，变性作用分为可逆和不可逆作用。特点:变性后酶蛋白构象发生变化，但肽键不断裂2抑制作用(inhibition)指酶的必需基团受某种化学物质的影响而被改变，导致酶活性降低或失活。特点:抑制剂部分或全部接到功能基上或基团的性质发生改变。但酶

2、蛋白并未变性。3去激活作用加入金属鳌合剂后，去除金属离子结合，使酶活性降低。二抑制程度以反应速度的变化来衡量：1相对活力分数(残余活力分数)：a=Vi／V02抑制常数(抑制率)：i=1-a=1-Vi／V0三抑制作用的分类：1.不可逆抑制:抑制剂与酶的某些必须基团以共价键形式结合，其抑制剂不能以物理(超滤、透析、电泳)方法除去。2.可逆抑制:抑制剂与酶的某些必须基团以非共价键结合可用物理法除去。（三）可逆抑制作用与不可逆抑制作用的鉴别*物理方法处理：透析，超滤，凝胶过滤；*动力学方法：取不同量的酶加到含有等量[S]和[I]的等体积反应体系中，测定反

3、应初速度，以v~[E]作图将酶与抑制剂预保温后，取不同量混合液加到含有等量[S]的等体积反应体系中，测定初反应速度，以v~[E]作图v[E]0[不可逆]v=k2[S][E0]Km+[S][可逆][E]0v[无][不可逆][可逆]v=k’[E0]第二节不可逆抑制作用机理一非专一性不可逆抑制剂:非专一性不可逆抑制剂作用于酶分子中的几类基团酰化试剂:-SH磺酰氯-NH2D(I)FP+E--OH酰化酸酐类-酚羟基烷化剂:一般含有活泼的卤素基团。-OH碘代乙酸-COOHR-XFDNB+E--SH烷化溴乙酸-咪唑基-S-CH3金属酶抑制剂：能与金属形成络合物

4、，毒害以金属离子为活性中心的金属酶。如氰化物、硫化物、叠氮化物和CO等重金属毒物：重金属盐类，包括Hg、Pb、Ag、Cu等为蛋白沉淀剂；或作用于含–SH的酶有机汞，有机砷化合物：作用于酶分子中的Cys巯基，如：路易斯毒气(Lewisite)；解毒(BAL，即二巯基丙醇)青霉素(Penicillin)：作用于糖肽转肽酶(glycopeptidetranspeptidase)的Ser羟基氧化剂：包括一些弱氧化剂或光敏剂过甲酸-咪唑基光敏剂+E--SH氧化四硫硫酸钠--OH还原剂:-S-S-含-SH化合物2-SH其它修饰剂：重氮化、硝化、酯化等注意：酰化

5、试剂或烷化剂等一般全部或部分以共价方式结合到酶上；但氧化剂或还原剂是改变或修饰基团的性质。二专一性不可逆抑制(一)Ks型：是根据底物的化学结构设计的，是酶的底物类似物，可被酶结合但不能被酶作用，分子中含活泼基团，可修饰酶的必需基团。E+S’E·S’E-IKs抑制剂的专一性，取决于抑制剂与活性中心必需基团，以及与活性中心之外同类基团形成非共价络合物的解离常数之比：只有Ks中心/Ks非中心10-3才有应用价值——亲和标记试剂TLCK（对甲苯磺酰-L-赖氨酰氯甲酮，胰酶抑制剂）TPCK（对甲苯磺酰-L-苯丙氨酰氯甲酮，胰凝乳酶抑制剂)(二)Kcat

6、型(又称自杀性底物)根据酶的作用机理设计的，不仅结构和底物类似，且是酶的天然底物，可被酶结合和催化。其中含一个潜伏性基团，由于酶的催化而暴露或活化，从而集中攻击酶的活性中心。又称酶的自杀性底物(Suicidalsubstrate)E+SiKsE·SiKcatE·IKiE-IKs:ESi的解离常数；Kcat：ESi转化为EI的催化常数抑制作用的关键取决于Kcat，Kcat越高抑制程度高Kcat型抑制剂比Ks具有更高的专一性：Kcat型抑制剂是酶的底物，不仅被酶结合，而且能被酶催化。可区分具有相同底物，但催化机制不同的酶Kcat型抑制剂只能形成于酶反应

7、中心，因而专一性攻击酶活性中心基团。例如某些机磷农药：敌敌畏、敌百虫、乐果等(RO)2-P-XO(S)O2N--O-POC2H5肝氧化酶O2N--O-POC2H5SOC2H5OOC2H5(对硫磷)胆碱酯酶(对氧磷)KsO2N--O-POC2H5OOC2H5SerO--O2N--OH（对硝基酚）（磷酸化胆碱酯酶）PAM（解磷定）为胯化物-CH=NO-POC2H5NOC2H5CH3EH+第三节可逆抑制作用动力学一四种基本动力学类型：1.竞争性抑制：E+SK1ESK2E+P+K-1IEK1[S]ESKiK-iK-1EIKi[I]K-iEIm=3,n=3K

8、2EI:K-iK1[S]Ki[I]K-1K2Ki[I]КE=(k-1+k2)∙k-iКES=k1k-i[S]КEI=(k-