第09章酶促反应动力学课件.ppt

1、第九章第九章 酶促反应动力学酶促反应动力学一、化学动力学基础一、化学动力学基础二、底物浓度对酶反应速率的影响二、底物浓度对酶反应速率的影响三、酶的抑制作用三、酶的抑制作用四、温度对酶反应速度的影响四、温度对酶反应速度的影响五、五、pHpH对酶反应的影响对酶反应的影响六、激活剂对酶反应的影响六、激活剂对酶反应的影响楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国一、化学动力学基础一、化学动力学基础化学反应的两个基本问题化学反应的两个基本问题：（：（1 1）反应进行的方向、可）反应进行的方向、可能性和限度；（能性和限度；（2 2）反应进行的速率和反应机制。）反应进行的速率和反

2、应机制。（一）反应速率及其测定（一）反应速率及其测定反应速率是以单位时间内反应物或生成物浓度的改变来反应速率是以单位时间内反应物或生成物浓度的改变来表示。用瞬时速率表示反应速率：表示。用瞬时速率表示反应速率：v=dc/dt反应速率的测定实际上就是测定不同时间的反应物或生反应速率的测定实际上就是测定不同时间的反应物或生成物的浓度。成物的浓度。楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国（二）反应分子数和反应级数（二）反应分子数和反应级数1.1.反应分子数：反应分子数：在反应中真正相互作用的分子的数目。在反应中真正相互作用的分子的数目。单分子反应，双分子反应，单分子反应，

3、双分子反应，判断一个反应是单分子反应还是双分子反应，应先了解判断一个反应是单分子反应还是双分子反应，应先了解反应机制，即反应过程中各个单元反应是如何进行的。反应机制，即反应过程中各个单元反应是如何进行的。2.2.反应级数：反应级数：根据实验结果，整个化学反应的速率服根据实验结果，整个化学反应的速率服从哪种分子反应速率方程式，则这个反应即为几级反应。从哪种分子反应速率方程式，则这个反应即为几级反应。一级反应，二级反应，一级反应，二级反应，零级反应。，零级反应。楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国（三）各级反应的特征（三）各级反应的特征1.1.一级反应一级反应凡是

4、反应速率只与反应物的浓度的一次方成正比的，这凡是反应速率只与反应物的浓度的一次方成正比的，这种反应就称为一级反应。种反应就称为一级反应。速率常数与半衰期成反比，半衰期与反应物的初浓度无速率常数与半衰期成反比，半衰期与反应物的初浓度无关。关。2.2.二级反应二级反应凡是反应速率与反应物浓度二次方（或两种物质浓度的凡是反应速率与反应物浓度二次方（或两种物质浓度的乘积）成正比的，这种反应就称为二级反应。乘积）成正比的，这种反应就称为二级反应。半衰期与初浓度成反比。半衰期与初浓度成反比。3.3.零级反应零级反应凡是反应速率与反应物浓度无关而受它种因素影响而改凡是反应速率与反应物浓度无关而受它种因素影响

5、而改变的反应。变的反应。半衰期与初始浓度成正比。半衰期与初始浓度成正比。楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国二、底物浓度对酶反应速率的影响二、底物浓度对酶反应速率的影响（一）中间络合物学说（一）中间络合物学说02468101214161820020406080100C oncentration of S ubstrate(um ol/L)Rate of Reaction(v)19031903年，年，HenriHenri用蔗糖用蔗糖酶水解蔗糖的实验酶水解蔗糖的实验在低底物浓度时在低底物浓度时,反应速度与反应速度与底物浓度成正比，表现为一级底物浓度成正比，表现为一

6、级反应特征。反应特征。当底物浓度达到一定值，反应当底物浓度达到一定值，反应速度达到最大值（速度达到最大值（V Vmaxmax），此），此时再增加底物浓度，反应速度时再增加底物浓度，反应速度不再增加，表现为零级反应。不再增加，表现为零级反应。楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国酶与底物的中间络合物学说（酶与底物的中间络合物学说（HenriHenri和和WurtzWurtz）S+E ES P+E中间产物假说证据：中间产物假说证据：（1）ES复合物已被电子显微镜和X射线晶体结构分析直接观察到。（2）酶和底物的光谱特性在形成ES后发生变化。（3）酶的物理性质经常在形成

7、ES后发生变化。（4）已分离得到ES复合物。（5）平衡透析时，底物浓度在半透膜内外不等。楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国（二）酶促反应的动力学方程式（二）酶促反应的动力学方程式1.1.米氏方程式的推导米氏方程式的推导推导原则推导原则：从酶被底物饱和的现象出发，按照从酶被底物饱和的现象出发，按照 “稳态平衡稳态平衡”假说的设想进行推导。假说的设想进行推导。1kSE 2kES3kEP SKSVvmmax132kkkKm米氏方程米氏方程:米氏常数米氏常数:132kkkESSESSEt令令：Kmkkk132将将（4）代入代入（3），则，则：SKSVvmmax1kE

8、S 2kES3kEP ESEt SESES生成速度生成速度：SESEkvt11，ES分解速度分解速度：ESkESkv322即即：ESkESkSESEkt321则则：SSESESKmtE(1)经整理得经整理得：SKSEmtES由于酶促反应速度由由于酶促反应速度由ES决定，即决定，即ESkv22kvES，所以所以(2)将将（2）代入代入（1）得得：SKSEkvmt2 SKSEkmt2v(3)当酶反应体系处于当酶反应体系处于恒态恒态时时：21vv 当当Et=ES时时，mVv tmEkV2(4)所以所以 当S Km时maxmaxSKKSVSKSVVmm当SKm时当S=Km时2maxmaxVSKSVVm

9、maxmaxmaxVSSVSKSVVm楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国2.2.动力学参数的意义动力学参数的意义（1 1）米氏常数的意义）米氏常数的意义a a.不同的酶具有不同不同的酶具有不同K Km m值，它是酶的一个重要的特征物值，它是酶的一个重要的特征物理常数理常数,只与酶的性质有关，而与其浓度无关。只与酶的性质有关，而与其浓度无关。b b.K.Km m值只是在固定的底物，一定的温度和值只是在固定的底物，一定的温度和pHpH条件下，一条件下，一定的缓冲体系中测定的，不同条件下具有不同的定的缓冲体系中测定的，不同条件下具有不同的K Km m值。值。c c

10、.K.Km m值表示酶与底物之间的亲和程度：值表示酶与底物之间的亲和程度：K Km m值大表示亲和值大表示亲和程度小，酶的催化活性低程度小，酶的催化活性低;K Km m值小表示亲和程度大值小表示亲和程度大,酶的催化活性高。酶的催化活性高。（同一种酶有几种底物就有几个（同一种酶有几种底物就有几个K Km m值，其中值，其中K Km m值最小的值最小的底物一般称为该酶的最适底物或天然底物）底物一般称为该酶的最适底物或天然底物）一般情况下，一般情况下，1/K1/Km m可以近似地表示酶对底物的亲和可以近似地表示酶对底物的亲和力大小，力大小，1/K1/Km m愈大，表明亲和力愈大。愈大，表明亲和力愈大

11、。所以所以1/K1/Km m表示形成表示形成ESES的趋势大小的趋势大小特例：特例：K Km m=K=K2 2/K/K1 1=K=Ks s(在在K K3 3K K1 1，K K2 2时时)d d.K.Km m与与K Ks s K Km m不等于不等于K Ks s。在。在K K3 3K1K1、K K2 2时，时，K Km m看作看作K Ks s，也只，也只有此时有此时1/1/K Km m 才可以近似表示酶与底物结合的难易程度。才可以近似表示酶与底物结合的难易程度。e.e.K Km m与与K Km m 无抑制剂时，无抑制剂时，ESES的分解速度与形成速度的比值的分解速度与形成速度的比值符合米氏方程

12、，为符合米氏方程，为K Km m;而有抑制剂时发生变化，则不符合而有抑制剂时发生变化，则不符合米氏方程，为米氏方程，为K Km m 。楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国f f.K.Km m和米氏方程和米氏方程的实际应用的实际应用 若已知某个酶的若已知某个酶的K Km m值，可以计算在某一个底物浓度值，可以计算在某一个底物浓度时，反应速度相当于最大反应速度的百分率。时，反应速度相当于最大反应速度的百分率。g g.K.Km m可以帮助推断某一反应的方向和途径可以帮助推断某一反应的方向和途径楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国（2

13、 2）V Vmaxmax和和k k3 3(k(kcatcat)的意义的意义在一定的酶浓度下，在一定的酶浓度下，V Vmaxmax是一个常数，它只与底物的种是一个常数，它只与底物的种类及反应条件有关。类及反应条件有关。当当SS很大时，很大时，V Vmaxmax=K=K3 3 E EK K3 3代表酶被底物饱和时每秒钟每个酶分子转换底物的分代表酶被底物饱和时每秒钟每个酶分子转换底物的分子数，称为转换数（或催化常数，子数，称为转换数（或催化常数，K Kcatcat），），表明酶的最表明酶的最大催化效率。大催化效率。转换数的倒数即为催化周期：一个酶分子每催化一个底转换数的倒数即为催化周期：一个酶分子每

14、催化一个底物分子所需的时间。物分子所需的时间。乳糖脱氢酶转换数为1000/秒，则它的催化周期为10-3秒楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国（3 3）K Kcatcat/K/Km m 的意义的意义在生理条件下，在生理条件下，S/Km=0.011.0 maxSKmSEKcatSKmSVvSKm 时：SEKmKcatv 13213kkkkkKKmcatK Kcatcat/K/Km m的上限是的上限是K K1 1，即生成，即生成ESES复合物的速度复合物的速度(酶促反应的速度酶促反应的速度不会超过不会超过ESES的形成速度的形成速度K K1 1，在水相中不会超过，在

15、水相中不会超过10108 810109 9）楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国只有只有K Kcatcat/K/Km m可以客观地比较不同的酶或同一种酶催化可以客观地比较不同的酶或同一种酶催化不同底物的催化效率不同底物的催化效率楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国3.3.利用作图法测定利用作图法测定K Km m和和V Vmaxmax值值（1 1）LineweaverLineweaver-Burk -Burk 双倒数作图法双倒数作图法米氏方程的双倒数形式：米氏方程的双倒数形式：基本原则基本原则：将米氏方程变化成相当于将米氏方程变

16、化成相当于y=ax+by=ax+b的直线方的直线方程，再用作图法求出程，再用作图法求出K Km m。1 K Km m 1 1 =.+v Vmax S Vmax 楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国（2 2）Eadie-HofsteeEadie-Hofstee 作图法作图法vv/S/S作图法作图法v=Vmax Km vSSvSvVmax-Km楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国（3 3）Hanes-WoolfHanes-Woolf 作图法作图法SSSSvVmaxVmaxKm 1 K Km m 1 1 =.+v Vmax S Vm

17、ax 在在两边均乘以两边均乘以SS：以以 SS作图作图Sv-KmSvSSVmax1 1楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国（4 4）EisenthalEisenthal 作图法作图法楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国（5 5）Hill Hill 作图法作图法mLogKSLognVVVLogmax（寡聚酶）mLogKSLognYYLog1-LogKmLogS）（VVVLogYYLogmax1楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国（三）多底物的酶促反应（三）多底物的酶促反应1.1.多底物酶促反应按

18、动力学机制分类多底物酶促反应按动力学机制分类有序反应有序反应只有Leading substrate(领先底物A)首先与酶结合，然后B才能与酶结合，形成的三元复合物EAB（ternary complex)转变为EPQ，B 的产物P先释放，A的产物Q后释放。在缺少A时，B不能与E结合E+A+BE+A+BAEBPEQE+P+QAEBPEQE+P+Q（1 1）序列反应）序列反应楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国E AE AEB QEP QE EABPQPEAAEAEBQEPBQEQA A与其产物与其产物Q Q相互竞争地结合相互竞争地结合E E，但，但A A和和B B

19、互不竟争互不竟争反应的总方向决定于A、Q的浓度和反应的平衡常数楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国NAD 与NADH相互竞争E上的NAD结合部位楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国随机反应随机反应底物A、B与酶结合的顺序是随机的，形成的三元复合物AEB QEP，产物P、Q的释放顺序也是随机的。限速步骤是限速步骤是AEB QEPAEB QEPA A与与Q Q相互竞争相互竞争E E上的底物结合部位上的底物结合部位A A，B B 与与P P相互竞争相互竞争E E上的上的底物结合部位底物结合部位B B反应的总方向决定于反应的总方向决定

20、于A A、B B、Q Q、P P的浓度和反应的平衡常数的浓度和反应的平衡常数楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国（2 2）乒乓反应）乒乓反应底物A先与E结合成AE二元复合物，AE PF（修饰酶形式），释放第一个产物P，接着底物B与F形成FB，FB EQ，释放第二个产物Q。A与Q 竞争自由酶形式E，B与P竞争修饰酶形式F。整个反应历程中只有二元复合物形式，没有三元复合物形式。楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国2.2.双底物反应的动力学方程双底物反应的动力学方程（1 1）乒乓机制的动力学方程）乒乓机制的动力学方程 maxBAAK

21、BKBAVVBmAmmaxmaxmax1111VBVKAVKVBmAmK Km mA A：BB达到饱和浓度时达到饱和浓度时A A的米氏常数的米氏常数K Km mA A：A A的表观米氏常数的表观米氏常数V Vmaxmax：ABAB都达到饱和浓度时的最大反应速度都达到饱和浓度时的最大反应速度楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国乒乓机制的动力学曲线是两组平行直线表观米氏常数KmA（KmB）随B（A）浓度的增大而增大表观最大反应速度Vmax随B（A）的增大而增大楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国（2 2）序列机制的底物动力学方程）

22、序列机制的底物动力学方程BmAsmaxKKBAAKBKBAVVBmAm 11111maxmaxmaxmaxBAVKKVBVKAVKVBmABmAms楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国序列机制的动力学曲线是两组相交直线（交于序列机制的动力学曲线是两组相交直线（交于X轴负侧）轴负侧）交点在交点在X轴：表观轴：表观KmA（KmB）不随）不随B（A）浓度变化）浓度变化而变化（而变化（KmA=KmA 、KmB=KmB）交点在交点在X轴上：表观轴上：表观KmA（KmB）随）随B（A）浓度的增）浓度的增加而减小加而减小交点在交点在X轴下：表观轴下：表观KmA（KmB）随）

23、随B（A）浓度的增）浓度的增加而增大加而增大表观最大反应速度表观最大反应速度Vmax随随B（A）的增大而增大）的增大而增大楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国三、酶的抑制作用三、酶的抑制作用变性作用变性作用(denaturation(denaturation)：抑制作用抑制作用(inhibiton(inhibiton)：使酶活力下降或丧失但并不引起：使酶活力下降或丧失但并不引起酶蛋白变性酶蛋白变性变性剂没有选择性变性剂没有选择性抑制剂有不同程度的选择性抑制剂有不同程度的选择性研究抑制剂对酶的作用有重大的意义：研究抑制剂对酶的作用有重大的意义：（1 1）药物作用

24、机理和抑制剂型药物的设计与开发）药物作用机理和抑制剂型药物的设计与开发（2 2）了解生物体的代谢途径，进行人为调控或代谢控制）了解生物体的代谢途径，进行人为调控或代谢控制发酵发酵（3 3）通过抑制剂试验研究酶活性中心的构象及其化学功）通过抑制剂试验研究酶活性中心的构象及其化学功能基团，不仅可以设计药物，而且也是酶工程和化学修能基团，不仅可以设计药物，而且也是酶工程和化学修饰酶、酶工业的基础饰酶、酶工业的基础楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国（一）抑制程度的两种表示方法（一）抑制程度的两种表示方法1 1、相对活力、相对活力相对活力分数相对活力分数相对活力百分数

25、相对活力百分数0VVai2 2、抑制率、抑制率抑制分数抑制分数抑制百分数抑制百分数00011VVVVVaiii楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国（二）抑制作用的类型（二）抑制作用的类型1 1、不可逆的抑制作用、不可逆的抑制作用抑制剂与酶活性中心（外）的必需基团共价结合，使酶抑制剂与酶活性中心（外）的必需基团共价结合，使酶的活性下降，无法用透析、超滤等物理方法除去抑制剂的活性下降，无法用透析、超滤等物理方法除去抑制剂而使酶复活。而使酶复活。2 2、可逆的抑制作用、可逆的抑制作用 抑制剂与酶蛋白非共价键结合，可以用透折、超滤等物抑制剂与酶蛋白非共价键结合，可以用

26、透折、超滤等物理方法除去抑制剂而使理方法除去抑制剂而使 酶复活。酶复活。楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国（1 1）竞争性抑制（）竞争性抑制（Competitive inhibitionCompetitive inhibition）抑制剂具有与底物类似的结构，竞争酶的活性中心，抑制剂具有与底物类似的结构，竞争酶的活性中心，并与酶形成可逆的并与酶形成可逆的EIEI复合物，阻止底物与酶结合。复合物，阻止底物与酶结合。可以通过增加底物浓度而解除此种抑制。可以通过增加底物浓度而解除此种抑制。（2 2）非竞争性抑制（）非竞争性抑制（noncompetitive inh

27、ibitionnoncompetitive inhibition）底物和抑制剂可以同时与酶结合，但是，中间的三元复底物和抑制剂可以同时与酶结合，但是，中间的三元复合物合物ESIESI不能进一步分解为产物，因此，酶的活性降低。不能进一步分解为产物，因此，酶的活性降低。抑制剂与酶活性中心以外的基团结合，其结构可能与底抑制剂与酶活性中心以外的基团结合，其结构可能与底物无关。不能通过增加底物浓度的办法来消除非竞争性物无关。不能通过增加底物浓度的办法来消除非竞争性抑制作用。抑制作用。（3 3）反竞争性抑制）反竞争性抑制酶只有在与底物结合后，才能与抑制剂结合。酶只有在与底物结合后，才能与抑制剂结合。E+S

28、ES+I ESI PE+SES+I ESI P常见于多底物的酶促反应中常见于多底物的酶促反应中（三）可逆抑制作用与不可逆抑制作用（三）可逆抑制作用与不可逆抑制作用的鉴别的鉴别1 1、通过透析、超滤、凝胶过滤等、通过透析、超滤、凝胶过滤等2 2、通过、通过v-E速度曲线速度曲线Ev123(1)(1)反应体系中不加反应体系中不加I I。(2)(2)反应体系中加入一定量反应体系中加入一定量的不可逆抑制剂。的不可逆抑制剂。(3)(3)反应体系中加入一定量反应体系中加入一定量的可逆抑制剂。的可逆抑制剂。楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国Ev不可逆抑制剂的作用Ev 可逆

29、抑制剂的作用I 增高I 增高3 3、通过可逆抑制剂的动力学曲线可以区分三种可逆抑制、通过可逆抑制剂的动力学曲线可以区分三种可逆抑制作用作用楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国（四）可逆抑制作用动力学（四）可逆抑制作用动力学1 1、竞争性抑制、竞争性抑制)1(maxSKIKSVVim动力学方程：动力学方程：（K Ki i为为EIEI的解离常数）的解离常数）V Vmaxmax不变不变;K;Km m变大，而且随变大，而且随II浓度的增大而增大。浓度的增大而增大。相对活力：相对活力：0IKiKmSKmSKmVVai抑制分数：抑制分数：1IKiKmSKmIKiKmai抑

30、制程度决定于抑制程度决定于II、SS、K Km m和和K Ki i楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国2 2、非竞争性抑制、非竞争性抑制1maxSKmSVVKiI动力学方程：动力学方程：K Km m不变，不变，V Vmaxmax降至降至V Vmaxmax/（1+I/K1+I/Ki i）相对活力：相对活力：IKKaii抑制分数：抑制分数：1IKIIKKiiii抑制程度决定于抑制程度决定于II和和K Ki i ，与底物的，与底物的K Km m和和SS无关无关楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国3 3、反竞争性抑制、反竞争性抑制)1

31、(maxSKIKSVVim动力学方程：动力学方程：Km及及Vmax都变小都变小相对活力：相对活力：抑制分数：抑制分数：SKISKSKaimm 1SISKKKSIaiiim抑制程度决定于抑制程度决定于K Km m、K Ki i、SS、II楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国可逆抑制的动力学比较可逆抑制的动力学比较抑制类型抑制类型 V Vmaxmax变化变化 K Km m变化变化无抑制剂无抑制剂 /竞争性抑制作用竞争性抑制作用 不变不变 变大变大非竞争性抑制作用非竞争性抑制作用 变小变小 不变不变 反竞争性抑制作用反竞争性抑制作用 变小变小 变小变小楚雄师范学院化

32、学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国（五）一些重要的抑制剂（五）一些重要的抑制剂1 1、不可逆抑制剂：、不可逆抑制剂：（1 1）非专一性不可逆抑制剂）非专一性不可逆抑制剂 与酶的活性中心以及活性中心外的某一类或几类必需基与酶的活性中心以及活性中心外的某一类或几类必需基团反应团反应有机磷的酰化物有机磷的酰化物二异丙基磷酰氟（二异丙基磷酰氟（DFPDFP，神经毒气）和许多有机磷农药。，神经毒气）和许多有机磷农药。抑制机理：抑制机理：与蛋白酶及酯酶活性中心与蛋白酶及酯酶活性中心SerSer的的OHOH形成磷形成磷脂键。脂键。毒理：毒理：强烈抑制乙酰胆碱脂酶（神经毒剂）。强烈抑制乙

33、酰胆碱脂酶（神经毒剂）。解毒剂：解毒剂：PAMPAM（解磷定）可以把酶上的磷酰基团除去。（解磷定）可以把酶上的磷酰基团除去。有机汞、有机砷化合物有机汞、有机砷化合物抑制机理：抑制机理：使酶的巯基烷化使酶的巯基烷化毒理：毒理：主要与还原型硫辛酸辅酶反应，抑制丙酮酸氧化主要与还原型硫辛酸辅酶反应，抑制丙酮酸氧化酶系统。酶系统。解毒剂：解毒剂：二巯基丙醇（二巯基丙醇（BALBAL）、）、CysCys、GSHGSH等过量的巯基等过量的巯基化合物。化合物。楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国重金属重金属 AgAg、CuCu、HgHg、CdCd、PbPb能使大多数酶失活，

34、能使大多数酶失活，EDTAEDTA可解除。可解除。、烷化物、烷化物含卤素的烷化物（碘乙酸、碘乙酰胺、卤乙酰苯等）含卤素的烷化物（碘乙酸、碘乙酰胺、卤乙酰苯等）常用于鉴定酶中巯基。常用于鉴定酶中巯基。氰化物、硫化物、氰化物、硫化物、COCO与含铁卟啉的酶中的与含铁卟啉的酶中的FeFe2+2+结合，阻抑细胞呼吸结合，阻抑细胞呼吸楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国青霉素青霉素不可逆抑制糖肽转肽酶不可逆抑制糖肽转肽酶还原剂还原剂巯基乙醇、二硫苏糖醇等巯基试剂还原酶的二硫键、含巯基乙醇、二硫苏糖醇等巯基试剂还原酶的二硫键、含活泼双键试剂（与活泼双键试剂（与、反应）反应

35、）乙基顺丁烯二酰亚胺乙基顺丁烯二酰亚胺 亲电试剂亲电试剂四硝基甲烷，可使四硝基甲烷，可使TyrTyr硝基化。硝基化。楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国（2 2）专一性不可逆抑制剂专一性不可逆抑制剂此类抑制剂仅仅和某一种酶的活性部位的必需基团反应。此类抑制剂仅仅和某一种酶的活性部位的必需基团反应。K Ks s型不可逆抑制剂（亲和标记试剂，亲和修饰试剂）型不可逆抑制剂（亲和标记试剂，亲和修饰试剂）具有与底物相似的结构，同时还带有一个能与酶活性中具有与底物相似的结构，同时还带有一个能与酶活性中心或活性中心外的必需基团进行化学反应的活泼基团。心或活性中心外的必需基团

36、进行化学反应的活泼基团。专一性程度取决于它与活性中心及活性中心外的的专一性程度取决于它与活性中心及活性中心外的的K Ks s之之比。比。胰乳蛋白酶的最佳底物：对胰乳蛋白酶的最佳底物：对-甲苯磺酰甲苯磺酰-L-L-苯丙氨酸甲酯苯丙氨酸甲酯K Ks s型不可逆抑制剂：对甲苯磺酰型不可逆抑制剂：对甲苯磺酰-L-L-苯丙氨酰氯甲烷苯丙氨酰氯甲烷（TPCKTPCK）-CH-CH2 2-Cl-Cl与酶活性部位的一个与酶活性部位的一个His-His-咪唑基距离很近，很易咪唑基距离很近，很易使之烷基化。使之烷基化。K Kcatcat型不可逆抑制剂（自杀性底物）型不可逆抑制剂（自杀性底物）具有与底物相似的结构，

37、不仅能与酶结合，而且潜伏的反具有与底物相似的结构，不仅能与酶结合，而且潜伏的反应基团（应基团（latent reactive grouplatent reactive group）能被酶催化而活化，）能被酶催化而活化，并与酶活性中心必需基团进行不可逆结合。并与酶活性中心必需基团进行不可逆结合。楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国2 2、可逆抑制剂、可逆抑制剂竞争性抑制剂竞争性抑制剂许多代谢类似物都是竞争性抑制剂，可用作抗菌药和抗许多代谢类似物都是竞争性抑制剂，可用作抗菌药和抗癌药物。癌药物。磺胺类药物及其作用机理磺胺类药物及其作用机理对氨基苯磺酰胺或其衍生物对

38、氨基苯磺酰胺或其衍生物对氨基苯甲酸的结构类似物，竞争性抑制细菌的二氢叶对氨基苯甲酸的结构类似物，竞争性抑制细菌的二氢叶酸合成酶活性酸合成酶活性抑制剂与药物开发抑制剂与药物开发K Kcatcat型不可逆抑制剂的专一性程度很强，前景广阔型不可逆抑制剂的专一性程度很强，前景广阔底物类似物型的竞争性抑制剂最易开发底物类似物型的竞争性抑制剂最易开发过度态底物类似物型药物最具价值过度态底物类似物型药物最具价值(高效高效 特异特异)楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国四、温度对酶促反应速度的影响四、温度对酶促反应速度的影响（一）最适温度及影响因素（一）最适温度及影响因素 温

39、度对酶促反应速度的影响有两个方面：温度对酶促反应速度的影响有两个方面：提高温度，加快反应速度。提高温度，加快反应速度。提高温度，酶变性失活。提高温度，酶变性失活。温度系数温度系数Q Q1010：温度升高：温度升高1010，反应速度与原，反应速度与原来的反应速度之比，大多数酶的来的反应速度之比，大多数酶的Q Q1010一般为一般为1 12 2。温血动物的酶，最适温度温血动物的酶，最适温度35354040，植物酶，植物酶最适温度最适温度40405050，细菌，细菌TaqTaq DNA DNA聚合酶聚合酶7070。最适温度不是酶的特征常数，它与底物种类、最适温度不是酶的特征常数，它与底物种类、作用时

40、间、作用时间、pHpH、离子强度、离子强度 等因素有关。等因素有关。102030405060708090020406080100Temperature OCRelative Activity(%)（二）酶的稳定性温度（二）酶的稳定性温度在某一时间范围内，酶活性不降低的最高温度称该酶的在某一时间范围内，酶活性不降低的最高温度称该酶的稳定性温度。稳定性温度。酶浓度高、不纯、有底物、抑制剂和保护剂会使稳定性酶浓度高、不纯、有底物、抑制剂和保护剂会使稳定性温度增高。温度增高。酶的保存：酶的保存：液体酶制剂可以利用上述液体酶制剂可以利用上述5 5种因素中的几种，低温短暂种因素中的几种，低温短暂保存。保存

41、。冻干粉可在低温冰箱中较长期保存。冻干粉可在低温冰箱中较长期保存。楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国五、五、pHpH对酶促反应速度的影响对酶促反应速度的影响1.pH1.pH影响酶活力的因素影响酶活力的因素影响酶蛋白构象，过酸或过碱会使酶变性。影响酶蛋白构象，过酸或过碱会使酶变性。影响酶和底物分子解离状态，尤其是酶活性中心的解影响酶和底物分子解离状态，尤其是酶活性中心的解离状态，最终影响离状态，最终影响ESES形成。形成。影响酶和底物分子中另外一些基团解离，这些基团的影响酶和底物分子中另外一些基团解离，这些基团的离子化状态影响酶的专一性及活性中心构象。离子化状

42、态影响酶的专一性及活性中心构象。楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国2 2酶的最适酶的最适pHpH和稳定性和稳定性pHpH最适最适pHpH：使酶促反应速度达到最大时的介质：使酶促反应速度达到最大时的介质pHpH。最适最适pHpH与底物种类、浓度及缓冲液成分有关。与底物种类、浓度及缓冲液成分有关。虽然大部分酶的虽然大部分酶的pHpH酶活曲线是钟酶活曲线是钟形，但也有半钟形形，但也有半钟形甚至直线形。甚至直线形。六、激活剂对酶促反应的影响六、激活剂对酶促反应的影响凡是能提高酶活性的物质，都称为激活剂。凡是能提高酶活性的物质，都称为激活剂。1 1、无机离子的激活作用

43、、无机离子的激活作用（1 1）金属离子：）金属离子：K K+、NaNa+、MgMg2+2+、ZnZn2+2+、FeFe2+2+、CaCa2+2+（2 2）阴离子：）阴离子：ClCl-、BrBr-、POPO4 43-3-（3 3）氢离子）氢离子不同的离子激活不同的酶。不同的离子激活不同的酶。不同离子之间有拮抗作用和可替代作用，如不同离子之间有拮抗作用和可替代作用，如NaNa+与与K K+、MgMg2+2+与与CaCa2+2+之间常常拮抗，但之间常常拮抗，但MgMg2+2+与与ZnZn2+2+常可替代。常可替代。激活剂的浓度要适中，过高往往有抑制作用，激活剂的浓度要适中，过高往往有抑制作用，1 150mM50mM楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国2 2、简单有机分子的激活作用、简单有机分子的激活作用还原剂（如还原剂（如CysCys、还原型谷胱甘肽）能激活某些活性、还原型谷胱甘肽）能激活某些活性中心含有中心含有SHSH的酶。的酶。金属螯合剂（金属螯合剂（EDTAEDTA）能去除酶中重金属离子，解除抑）能去除酶中重金属离子，解除抑制作用。制作用。3 3、蛋白酶对酶原的激活、蛋白酶对酶原的激活楚雄师范学院化学与生命科学系楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国范树国