生物化学03-酶,18-维生素
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① 概念： 抑制剂与S结构相似，与S竞争酶活性中心，
从而阻碍E和S结合，降低反应速度。
典型例子： 丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制
琥珀酸
琥珀酸脱氢酶
延胡索酸
COOH
CH2 COOH
丙二酸
② 反应式
增加底物浓度可以消除竞争性抑制
③动力学特征： 斜率增大、Vm不变、 Km增大
正常
④ 临床意义 某些药物的作用机理
（一）变构酶(allosteric enzyme) 1. 变构酶的结构特征 ❖ 一般是寡聚酶
❖酶分子中有二个独立的部位
催化部位 调节部位 （活性中心） （变构部位）
功能：
蛋白激酶A R ： 调节亚基 C ： 催化亚基
2. 变构调节(allosteric regulation)
调节物与酶活性中心以外的某一部位 可逆结合，使酶分子发生变构而改变其催化 活性的过程
3. 调节物（变构剂、效应剂） 化学本质： 底物、产物、小分子代谢物
分类： 变构激活剂 变构抑制剂
4. 变构调节存在着协同效应
正协同效应：一个亚基与其配体结合后，大 大增加其它亚基与配体的亲和力
负协同效应：一个亚基与其配体结合后， 降低了其它亚基与配体的亲和力
5. 变构酶的动力学特征 不符合典型的米氏方程，绝大多数变构酶（具正协 同效应）的V－S曲线 ，呈 S 形
B族维生素 维生素B1
﹡维生素B1又名硫胺素 ﹡体内活性形式:焦磷酸硫胺素(TPP)
* 缺乏症：脚气病
维生素B2 ﹡维生素B2又名核黄素 ﹡活性形式： 黄素单核苷酸(FMN) 黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)
* 缺乏症：口角炎
异咯嗪环
FMN: 黄素单核苷酸
FAD: 黄素腺嘌呤二核苷酸
AMP
递氢体
作用特征 无抑制剂 竞争性抑制 非竞争性抑制 反竞争性抑制
与I结合的组分
动力学参数 表观Km 最大速度
林-贝氏作图 斜率 纵轴截距 横轴截距
Km Vmax
Km/Vmax 1/Vmax -1/Km
E
增大 不变
增大 不变 增大
E、ES
不变 降低
增大 增大 不变
ES
减小 降低
不变 增大 减小
抑制剂结构 与酶结合部位 动力学特征
第三章 酶 Enzyme
生物科学与技术学院 生化教研室 龙 苏
五、抑制剂(I)对V的影响 分类：根据I与E结合的紧密程度
不可逆抑制 可逆抑制
㈠ 不可逆抑制
1. 概念 抑制剂通常以共价键与酶活性中心的必需
基团结合，使酶失活。I不能用透析、超滤 等物理方法除去
2. 举例
有机磷化合物 抑制羟基酶活性
第十八章
维生素
Vitamins
1.概念： 机体维持正常功能所必需，但体内不能合成 或合成量很低，必须由食物供给的一组低分子 量有机物质
2.分类 根据溶解度分为二大类 脂溶性维生素 VitA、VD、VE、VK
水溶性维生素 VB族、 VC
缺乏症： VA 夜盲症，干眼病 VD 佝偻病，软骨病
VA,VD过量，蓄积中毒
竞争性抑制
非竞争性抑制
第四节
酶的调节
The Regulation of Enzyme
调节酶活性
酶结构调节
调节现有酶的结构（快） 快速调节
酶含量调节
改变酶合成来调节（慢） 迟缓调节
变构调节
改变酶的构象 来改变酶活性
酶的共价修饰调节
通过加入或去掉一个 化学基团来改变酶活性
一、调节酶 ---实现对酶促反应速率的快速调节
对氨基苯甲酸
二氢蝶呤啶
FH2合成 酶
磺胺类药物
四氢叶酸 FH2还原酶
甲氨蝶呤MTX
2. 非竞争性抑制 （non-competitive inhibition） ① 概念: 抑制剂与酶活性中心外某一部位 结合，不影响E和S结合，但E•S•I复合物不能 分解为产物从而降低酶活性。
② 反应式
增加底物浓度能否消除抑制??
*修饰过程：
ATP
酶的磷酸Leabharlann Baidu与脱磷酸化
ADP
Thr
蛋白激酶
Ser -OH
Tyr
脱磷酸化
磷蛋白磷酸酶
Pi
H2O
Thr Ser -O-PO32Tyr
磷酸化
共价调节酶通常有二种形式： 有活性（高活性） 无活性（低活性）
(三) 酶原及酶原激活
1. 酶原（zymogen）: 酶的无活性的前体 2. 酶原激活
维生素PP
﹡维生素PP包括：尼克酸、尼克酰胺
﹡活性形式：NAD+、NADP+ * 缺乏症：癞皮病
递氢体
一P
NAD+:尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸 NADP+ :尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸
低浓度重金属离子 抑制巯基酶
有机磷化合物
胆碱
乙酰胆碱 酯酶乙酸＋胆碱
Cl
SH
As CH Cl
CHCl + E
SH
路易士气
巯基酶
S
E
As CH
S
失活的酶
CHCl + 2HCl
酸
S
CH2 SH
E
As CH CHCl + CH SH
S
CH2 OH
SH
CH2
E
+ CH
SH
CH2
S As CH
S
OH
CHCl
死端复合物
③动力学特征 斜率增大、 Vm减小、 Km不变
-1/Km
正常
3. 反竞争性抑制 （uncompetitive inhibition）
① 概念 抑制剂只与ES结合，ESI不能产生产物，
从而降低酶促反应速度
② 反应式
死端复合物
③ 动力学特征 斜率不变、Vm减小、Km减小
正常
各种可逆性抑制作用的比较
（二）酶的化学修饰调节
(chemical modification)
* 概念： 酶蛋白肽链上的某些残基在另一种 酶的催化下发生可逆的共价修饰，从而改变 酶活性的过程。
* 化学修饰的主要方式： 磷酸化-----去磷酸化（最主要的类型） 乙酰化----脱乙酰化 甲基化----去甲基 腺苷化----脱腺苷
酶原在一定条件下，水解一个或几个特 定肽键，致使构象改变，形成或暴露活性中 心，表现出酶活性的过程。
肠激酶 胰蛋白酶 缬天天天天赖异缬甘
组
46 丝
S
18
S
3
SS
活性中心
缬天天天天赖
缬
异甘组
丝
S
S
SS
胰蛋白酶原的激活过程
➢ 酶原激活的生理意义
避免细胞产生的酶对细胞进行自身消 化，并使酶在特定的部位和环境中发挥作 用，保证体内代谢正常进行。
失活的酶
BAL
巯基酶
Britishanti-lewisite
BAL与砷剂结合物
㈡ 可逆性抑制 概念： 抑制剂通常以非共价键与E或ES可逆结合， 使酶活性下降。用透析等方法可除去I， 恢复酶活性。
分类：根据E和S的关系，分成三类 竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制
1. 竞争性抑制（competitive inhibition）
从而阻碍E和S结合，降低反应速度。
典型例子： 丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制
琥珀酸
琥珀酸脱氢酶
延胡索酸
COOH
CH2 COOH
丙二酸
② 反应式
增加底物浓度可以消除竞争性抑制
③动力学特征： 斜率增大、Vm不变、 Km增大
正常
④ 临床意义 某些药物的作用机理
（一）变构酶(allosteric enzyme) 1. 变构酶的结构特征 ❖ 一般是寡聚酶
❖酶分子中有二个独立的部位
催化部位 调节部位 （活性中心） （变构部位）
功能：
蛋白激酶A R ： 调节亚基 C ： 催化亚基
2. 变构调节(allosteric regulation)
调节物与酶活性中心以外的某一部位 可逆结合，使酶分子发生变构而改变其催化 活性的过程
3. 调节物（变构剂、效应剂） 化学本质： 底物、产物、小分子代谢物
分类： 变构激活剂 变构抑制剂
4. 变构调节存在着协同效应
正协同效应：一个亚基与其配体结合后，大 大增加其它亚基与配体的亲和力
负协同效应：一个亚基与其配体结合后， 降低了其它亚基与配体的亲和力
5. 变构酶的动力学特征 不符合典型的米氏方程，绝大多数变构酶（具正协 同效应）的V－S曲线 ，呈 S 形
B族维生素 维生素B1
﹡维生素B1又名硫胺素 ﹡体内活性形式:焦磷酸硫胺素(TPP)
* 缺乏症：脚气病
维生素B2 ﹡维生素B2又名核黄素 ﹡活性形式： 黄素单核苷酸(FMN) 黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)
* 缺乏症：口角炎
异咯嗪环
FMN: 黄素单核苷酸
FAD: 黄素腺嘌呤二核苷酸
AMP
递氢体
作用特征 无抑制剂 竞争性抑制 非竞争性抑制 反竞争性抑制
与I结合的组分
动力学参数 表观Km 最大速度
林-贝氏作图 斜率 纵轴截距 横轴截距
Km Vmax
Km/Vmax 1/Vmax -1/Km
E
增大 不变
增大 不变 增大
E、ES
不变 降低
增大 增大 不变
ES
减小 降低
不变 增大 减小
抑制剂结构 与酶结合部位 动力学特征
第三章 酶 Enzyme
生物科学与技术学院 生化教研室 龙 苏
五、抑制剂(I)对V的影响 分类：根据I与E结合的紧密程度
不可逆抑制 可逆抑制
㈠ 不可逆抑制
1. 概念 抑制剂通常以共价键与酶活性中心的必需
基团结合，使酶失活。I不能用透析、超滤 等物理方法除去
2. 举例
有机磷化合物 抑制羟基酶活性
第十八章
维生素
Vitamins
1.概念： 机体维持正常功能所必需，但体内不能合成 或合成量很低，必须由食物供给的一组低分子 量有机物质
2.分类 根据溶解度分为二大类 脂溶性维生素 VitA、VD、VE、VK
水溶性维生素 VB族、 VC
缺乏症： VA 夜盲症，干眼病 VD 佝偻病，软骨病
VA,VD过量，蓄积中毒
竞争性抑制
非竞争性抑制
第四节
酶的调节
The Regulation of Enzyme
调节酶活性
酶结构调节
调节现有酶的结构（快） 快速调节
酶含量调节
改变酶合成来调节（慢） 迟缓调节
变构调节
改变酶的构象 来改变酶活性
酶的共价修饰调节
通过加入或去掉一个 化学基团来改变酶活性
一、调节酶 ---实现对酶促反应速率的快速调节
对氨基苯甲酸
二氢蝶呤啶
FH2合成 酶
磺胺类药物
四氢叶酸 FH2还原酶
甲氨蝶呤MTX
2. 非竞争性抑制 （non-competitive inhibition） ① 概念: 抑制剂与酶活性中心外某一部位 结合，不影响E和S结合，但E•S•I复合物不能 分解为产物从而降低酶活性。
② 反应式
增加底物浓度能否消除抑制??
*修饰过程：
ATP
酶的磷酸Leabharlann Baidu与脱磷酸化
ADP
Thr
蛋白激酶
Ser -OH
Tyr
脱磷酸化
磷蛋白磷酸酶
Pi
H2O
Thr Ser -O-PO32Tyr
磷酸化
共价调节酶通常有二种形式： 有活性（高活性） 无活性（低活性）
(三) 酶原及酶原激活
1. 酶原（zymogen）: 酶的无活性的前体 2. 酶原激活
维生素PP
﹡维生素PP包括：尼克酸、尼克酰胺
﹡活性形式：NAD+、NADP+ * 缺乏症：癞皮病
递氢体
一P
NAD+:尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸 NADP+ :尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸
低浓度重金属离子 抑制巯基酶
有机磷化合物
胆碱
乙酰胆碱 酯酶乙酸＋胆碱
Cl
SH
As CH Cl
CHCl + E
SH
路易士气
巯基酶
S
E
As CH
S
失活的酶
CHCl + 2HCl
酸
S
CH2 SH
E
As CH CHCl + CH SH
S
CH2 OH
SH
CH2
E
+ CH
SH
CH2
S As CH
S
OH
CHCl
死端复合物
③动力学特征 斜率增大、 Vm减小、 Km不变
-1/Km
正常
3. 反竞争性抑制 （uncompetitive inhibition）
① 概念 抑制剂只与ES结合，ESI不能产生产物，
从而降低酶促反应速度
② 反应式
死端复合物
③ 动力学特征 斜率不变、Vm减小、Km减小
正常
各种可逆性抑制作用的比较
（二）酶的化学修饰调节
(chemical modification)
* 概念： 酶蛋白肽链上的某些残基在另一种 酶的催化下发生可逆的共价修饰，从而改变 酶活性的过程。
* 化学修饰的主要方式： 磷酸化-----去磷酸化（最主要的类型） 乙酰化----脱乙酰化 甲基化----去甲基 腺苷化----脱腺苷
酶原在一定条件下，水解一个或几个特 定肽键，致使构象改变，形成或暴露活性中 心，表现出酶活性的过程。
肠激酶 胰蛋白酶 缬天天天天赖异缬甘
组
46 丝
S
18
S
3
SS
活性中心
缬天天天天赖
缬
异甘组
丝
S
S
SS
胰蛋白酶原的激活过程
➢ 酶原激活的生理意义
避免细胞产生的酶对细胞进行自身消 化，并使酶在特定的部位和环境中发挥作 用，保证体内代谢正常进行。
失活的酶
BAL
巯基酶
Britishanti-lewisite
BAL与砷剂结合物
㈡ 可逆性抑制 概念： 抑制剂通常以非共价键与E或ES可逆结合， 使酶活性下降。用透析等方法可除去I， 恢复酶活性。
分类：根据E和S的关系，分成三类 竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制
1. 竞争性抑制（competitive inhibition）