化学物质与酶的相互作用

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1、第七章化学物质与酶的相互作用Interactionbetweenchemicalsandenzymes主要内容化学物质对酶的抑制作用Inhibitionofenzymesbychemicals化学物质对酶的激活作用Activationofenzymesbychemicals酶对化学物质的催化作用Enzymaticcatalysisofchemicalsubstances教学要求熟练掌握抑制作用的类型，动力学特性以及抑制剂研究的意义；掌握酶激活作用的类型、动力学特性；掌握酶对化学物质的催化作用；掌握酶制剂的类型、催化反应的介质以及酶催化的有机合成反应类型。化

2、学物质与酶的相互作用自然界中发现的酶已达3000多种，而且这个数目随着基因工程和蛋白质工程方面研究的发展而大大增加。酶可以直接作为药物用于医药工业，如溶菌酶可治疗各类炎症（咽喉炎、口腔溃疡、慢性鼻炎、带状疤疹及各种刀伤引起的发炎等），天冬酞胺酶治疗癌症，治疗血栓的尿激酶等。酶也广泛应用于食品工业、化学工业、医药工业、环保工业等，在临床检验、生物分析等领域也广泛使用。本章主要知识点化学物质（无机物质、有机物质和高分子物质）与酶的相互作用包括化学物质对酶的抑制作用、激活作用酶对化学物质的催化作用。第一节化学物质对酶的抑制作用Inhibitionofenzyme

3、sbychemicals化学物质对酶的抑制作用酶的抑制作用：凡能降低酶促反应速度的作用。通过酶抑制作用的研究，不仅对了解酶的专—性，酶活性部位的物理和化学结构，酶的动力学性质以及酶的作用机制等；对了解药物和毒物作用于机体的方式及机理等也有重要意义；对代谢途径中酶的调节也能提供信息。酶的抑制剂（inhibitor）：能使酶活性受抑制的物质。抑制剂能抑制酶促反应，主要是抑制剂能使酶的必需基因或活性部位的性质和结构发生改变，从而导致酶活性降低或丧失。抑制剂的分类按抑制剂作用的方式不同，酶的抑制作用两种类型类型：不可逆抑制剂可逆抑制剂应用：研制杀虫剂、药物研究酶的

4、作用机理，确定代谢途径半数有效浓度为了评价化合物对酶的抑制活性，用半数有效浓度IC50。测定IC50方法：将底物与酶的浓度保持恒定，改变抑制剂的浓度，求出使酶活性降低50%所需的抑制剂浓度。一、可逆抑制作用按可逆抑制剂对酶—底结合的影响不同，可分为许多类型，它们的反应历程可用一通式表示：速度方程通式根据此反应历程,根据快速平衡学说或恒态学说推导，得到其总速度方程通式如下在不同的抑制作用中，仅在于EI的解离常数Ki和EIS的解离常数Ki’两个数值的不同，一般可分为4种类型：竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制和混合性抑制作用。将该方程作双倒数处理，可得可逆

5、抑制作用的类型和特点竞争性抑制作用可逆抑制作用非竞争性抑制作用反竞争性抑制作用混合性抑制作用1、竞争性抑制作用竞争性抑制作用（Competitiveinhibition）中I只与自由酶结合，因而阻止S与酶结合。而S又不能与EI结合，I也不能与ES结合，所以EIS不存在；EI亦不能分解成产物。反应历程：竞争性抑制作用的特点—个竞争性抑制剂只增加酶—底结合的表观米氏常数Km(Kmapp)，即抑制剂I浓度增加，Kmapp就增加；而Vmax则保持不变。在竞争性抑制剂存在下,要达到最大反应速度Vmax，必须加入更高的底物浓度。如[S]＞100Km时，Vmaxi可达V

6、max。竞争性抑制剂对酶促反应的抑制程度，决定于[I]，[S]，Km和Ki的大小。[I]一定，增加[S],减少抑制程度；[S]一定，增加[I]，增加抑制程度，Ki值较低时，任何给定[I]和[S]，抑制程度都较大；Km值越低，在一定[S]、[I]下，抑制程度越小。竞争性抑制作用的双倒数图在不同的固定[I]下，改变[S]并测定相应[S]下ν，如图所示图中：有竞争性抑制剂存在，不管[I]如何，其双倒数图的纵截距不变，仍为1/Vmax,而横截距则随[I]的增加其负值增加，如[I]达饱和浓度，则可使初始速度降为零，Vmaxunchanged,Kmincreases竞

7、争性抑制作用Ki的求解①从双倒数图计算出表观米氏常数Kmapp，然后代入Kmapp=Km(1+[I]/Ki)可计算出Ki。②从双倒数图求得各[I]浓度下的Kmapp值对相应[I]再作图，从再制图的纵截距可直接测得Km，从其横截距可直接测得Ki。③从不同固定[I]下所作一簇直线的斜率1/[S]对相应[I]再制图，其纵截距为Km/Vmax,斜率为Km/VmaxKi，横截距即为-Ki。④Dixon作图法求KiDixon作图法求Ki将竞争性抑制剂存在下的双倒数重排成1/v随[I]而变化的方程竞争性抑制剂的IC50值取决于实验所用的酶和底物浓度，当酶的浓度固定时，I

8、C50值与Ki、Km和底物浓度[S]呈如下关系：根据该方程式，当底