第十章酶动力学.ppt

酶的抑制剂一般具备两个方面的特点： a.在化学结构上与被抑制的底物分子或底物的过渡状态相似。 b.能够与酶的活性中心以非共价或共价的方式形成比较稳定的复合体或结合物。 抑制剂 不可逆抑制 可逆抑制 竞争性 反竞争性 非竞争性 （一）不可逆抑制作用： 抑制剂与酶分子的必需基团共价结合引起酶活性的抑制，且不能采用透析等简单方法使酶活性恢复的抑制作用就是不可逆抑制作用。 酶的不可逆抑制作用包括两种： 专一性抑制（如有机磷农药对胆碱酯酶的抑制） 非专一性抑制（如路易士气对巯基酶的抑制） 不可逆抑制作用：抑制剂与酶的结合（共价键）是不可逆的。汞、砷、重金属盐、烷化剂、氰化物、青霉素等 S + E ES E + P + I ↓ EI E—SH +ICH2COOH →E—S—CH2COOH + HI 不可逆抑制 抑制剂与酶反应中心的活性基团以共价形式结合，引起酶的永久性失活。如有机磷毒剂二异丙基氟磷酸酯。 （二）可逆抑制作用： 抑制剂以非共价键与酶分子可逆性结合造成酶活性的抑制，且可采用透析等简单方法去除抑制剂而使酶活性完全恢复的抑制作用就是可逆抑制作用。 可逆抑制作用包括竞争性、反竞争性、和非竞争性抑制几种类型。 抑制程度是由酶与抑制剂之间的亲和力大小、抑制剂的浓度以及底物的浓度决定。 [E] v 1 2 3 1. 反应体系中不加I。 2.反应体系中加入一定量的不可逆抑制剂。 3.反应体系中加入一定量的可逆抑制剂。 4、可逆抑制强度与时间无关，而不可逆抑制强度与时间有关 [E] v 不可逆抑制剂的作用 [E] v 可逆抑制剂的作用 [I ]→ [I ] 1.竞争性抑制（competitive inhibi-tion)： 抑制剂与底物竞争与酶的同一活性中心结合，从而干扰了酶与底物的结合，使酶的催化活性降低，称为竞争性抑制作用。 ki = [E][I]/[EI] 竞争性抑制的速度方程与图形特征 ki = [E][I]/[EI] 竞争性抑制的双倒数图形特征 竞争性抑制的特点： ⑴ 竞争性抑制剂往往是酶的底物类似物或反应产物； ⑵ 抑制剂与酶的结合部位与底物与酶的结合部位相同； ⑶ 抑制剂浓度越大，则抑制作用越大；但增加底物浓度可使抑制程度减小； ⑷ 动力学参数：Km值增大，Vm值不变。 * 第十章 酶促反应动力学 酶反应动力学主要研究酶催化的反应速度以及影响反应速度的各种因素。 底物浓度、酶浓度、温度、酸碱度、抑制剂、激活剂等 一、底物浓度对反应速度的影响 二、酶浓度对反应速度的影响 三、温度对反应速度的影响 四、pH对反应速度的影响 五、抑制剂对反应速度的影响 六、激活剂对反应速度的影响 一、底物浓度对反应速度的影响 （一）底物对酶促反应的饱和现象： 双曲线 反应级数： 在低底物浓度时, 反应速度与底物浓度成正比，表现为一级反应特征。 当底物浓度达到一定值，几乎所有的酶都与底物结合后，反应速度达到最大值（Vmax），此时再增加底物浓度，反应速度不再增加，表现为零级反应。 二级反应： 反应速率与底物浓度的二次方成正比或与两种底物浓度的乘积成正比 混合级反应： 介于0级与1级之间 为什么反应速度与底物浓度的关系会随着底物浓度的变化而有所不同呢？ （二）米氏方程式的推导： Michaelis Menten 于1913年基于快速平衡法推导出了上述矩形双曲线的数学表达式，即著名的米氏方程。 Vmax　?［Ｓ］ 　　ｖ＝ 　　　　　Ｋs＋［Ｓ］ 当底物浓度很低时，有多余的酶没与底物结合，随着底物浓度的增加，中间络合物的浓度不断增高。 底物浓度高时，溶液中的酶全部与底物结合成中间产物，虽增加底物浓度也不会有更多的中间产物生成（饱和） S + E ES E + P k1 k2 k3 Ｋs = ——— k2 k1 即ES的解离常数 设 km= ——— k2 + k3 k1 v = —————— Vmax · [S] km + [S] （km＞＞[S]，v = k[S]； km ＜＜[S]，v = Vmax） 米氏方程式的修正 根据Briggs与Haldane的稳态原理，则： （三）Km和Vmax的意义： 1. 当ν=Vmax/2时，Km=[S]。因此，Km等于酶促反应速度达最大值一半时的底物浓度。 因此,米氏常数的单位为mol/L。 2. Km可以反映酶与底物亲和力的大小。Km越小，酶与底物的亲和力越大。 3.可用于判断反应级数：当[S]0.01Km时，反应为一级反应；当[S]100Km时，ν=Vmax，反应为零级反应；当0.01Km[S]100Km时，为混合级反应。 ∵ km= （k2 +k3)/k1 Km ≈ k2 / k1 S + E E