酶的抑制作用

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参考文献
[1]彭志英.食品酶学导论[M].北京：中国轻工业出版社， 2002:155-158. [2]何国庆, 丁立孝. 食品酶学[M].北京: 化学工业出版社, 2006:64-66. [3]李斌,于国苹. 食品酶工程[M].北京: 中国农业大学出版 社, 2010:56-60. [4]彭志英.食品酶学导论[M]. 北京：中国轻工业出版社, 2009:53-56.
3、抑制剂的特点
在化学结构上与被抑制的底物分子或底物的过渡 态相似。 能够与酶的活性中心以非共价或共价的方式形比 较稳定的复合体或结合物。
图1 酶与底物或抑制剂结合的中间物
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二、可逆抑制剂及其动力学
1、可逆抑制
定义：抑制剂与酶非共价键方式结合，引起酶活性的 下降或丧失，在用透析等方法除去抑制剂后, 酶的活性又能恢复。
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二、可逆抑制剂及其动力学
2、可逆抑制动力学
（1）酶的竞争性抑制
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二、可逆抑制剂及其动力学
动力学公式推导：
根据质量作用定律： ([E0]-[ES]-[EI])[S]=Km[ES] ([E0]-[ES]-[EI])[I]=Ki[EI] 解出[ES]并消去[EI]： 由于vi=K[ES],因此： 由于vm=K[E0],因此：
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二、可逆抑制剂及其动力学
2、可逆抑制动力学
（2）非竞争性抑制
酶可同时与底物及抑制剂结合引起酶分子构象变化，并导 至酶活性下降。 由于这类物质并不是与底物竞争与活性中心的结合，所以 称为非竞争性抑制剂。 如某些金属离子（Cu2+、Ag+、Hg2+）以及EDTA等，通常 能与酶分子的调控部位中的-SH基团作用，改变酶的空间构 象，引起非竞争性抑制。
列下式： （1+[I]/Ki） Km= [1+5×10-4/(3×10-4 )] ×4.7×10-5 =1.25×10-4 mol/L V0=2.2 ×10-5 ×2 ×10-4/ (1.25×10-4 + 2 ×10-4) =1.35 ×10-5 mol/(L· min)
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四、例 题
（2）对非竞争性抑制，根据非竞争性抑制动力学方程： Vo=Vm[S]/{（1+[I]/Ki ）（ Km+ [S]）} 列下式： V0=2.2×10-5×2×10-4/ {[1+5×10-4/(3×10-4 )] (4.7×10-5+2×10-4)} =6.67 ×10-6 mol/(L· min)
机理：
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二、可逆抑制剂及其动力学
三种可逆性抑制作用的比较
无抑制剂 与I结合 的组分 表观Km 最大速度 Km Vm
竞争性 抑制
E 增大 不变
非竞争性 抑制
E、ES 不变 降低
反竞争性 抑制
ES 减小 降低
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三、不可逆抑制作用及机理
2、不可逆抑制机理
不可逆抑制剂(I)通常以共价键方式与酶(E)的必 需基团进行不可逆结合形成酶-抑制剂复合物(EI)而 使酶丧失活性。 作用机理: E + I → EI
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请老师和同学们批评指正
抑制剂对酶反应的影响
主要内容
1 3 2
概
述
可逆抑制剂及其动力学 不可逆抑制作用及机理
例 题
3
4
2
一、概
1、酶的抑制剂
述
定义：能降低酶的活性，使酶促反应速率减慢的物质。
作用： 凡使酶蛋白变性而引起酶活力下 （1）酶的失活作用：
降或完全丧失的作用。 当酶促反应中加入某种抑制剂时 （2）酶的抑制作用： ，酶活力下降，但酶蛋白不变性 的作用。 ＊特点：抑制剂有不同程度的选择性， 变性剂没有选择性
不同浓度可逆抑制剂存在时 初速度和酶浓度关系曲线
1-无Leabharlann Baidu制剂 2-不可逆抑制剂 3-可逆抑制
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二、可逆抑制剂及其动力学
2、可逆抑制动力学
（1）酶的竞争性抑制
某些抑制剂的化学结构与底物相似，因而能与底物竞争， 与酶活性中心结合。 当抑制剂与活性中心结合后，底物被排斥在反应中心之外 ，其结果是酶促反应被抑制了。 竞争性抑制通常可以通过增大底物浓度，即提高底物的竞 争能力来消除。
金属离子、CO、H2S、HCN、氟化物、有机阳离子 、碘代乙酸、乙二胺四乙酸（EDTA）以及表面活 性剂。
重要的 抑制剂
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一、概述
2、抑制剂的分类
按作用方式
不可逆抑制剂
专一性： 仅仅和活性部位的有关基团反应
可逆抑制剂
竞争性抑制 非竞争性抑制 反竞争性抑制
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非专一性： 可以和一类或几类的基团反应
一、概述
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二、可逆抑制剂及其动力学
动力学公式推导：
倒数变形后：
由结果可知： 若[S]>> ,Vi接近于或等于Vm； 若Ki小而[I]大，则有抑制作用，抑制程度取决于[S]。
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二、可逆抑制剂及其动力学
动力学公式推导：
A. 抑制程度与[I]成正比，与[S]成反比 [I]一定，增加[S]，可减少抑制程度。 [S]一定，增加[I]，可增加抑制程度。 B. 在一定[I]和[S]下， Ki越大，抑制作用越小，Km值愈 大，抑制程度愈大。
抑制作用随着抑制剂浓度的增加而逐渐增强，当抑 制剂的量达到足以和所有的酶结合，则酶的活性就完全 被抑制。
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四、例 题
某酶的Km=4.7×10-5mol/L，如果Vm=2.2×105mol/(L·min)， 底物浓度为2×10-4mol/L，抑制剂的解离常数为3×10-4mol/L。 在竞争性抑制与非竞争性抑制剂的浓度均为5×10-4mol/L情况下 ，其反应速率分别为多大？ 解：（1）对竞争性抑制，根据竞争性抑制动力学方程： Vo=Vm[S]/{（1+[I]/Ki）Km+[S]}
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二、可逆抑制剂及其动力学
非竞争性抑制的动力学特征
v
1
[I]
Vmax↓
无抑制剂
Vm
1
Km不变
Km
1
0
1
[s]
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抑制程度决定于[I]和Ki ，与底物的Km和[S]无关。
二、可逆抑制剂及其动力学
2、可逆抑制动力学
（3）反竞争性抑制
抑制剂不能与游离酶结合，但可与ES复合物结合并阻止 产物生成，使酶的催化活性降低，称酶的反竞争性抑制。