催化反应动力学2抑制动力学.ppt

第四章 酶催化反应动力学 第一节 单底物反应动力学 第二节 抑制作用动力学 第三节 多底物反应动力学 第四节 别构酶动力学 第五节 pH和温度对酶催化反应速度的影响 第二节 抑制作用动力学 变性作用:破坏酶蛋白的次级键,部分或全部改变酶的三级结构; 抑制作用:某些化学试剂不引起变性,但能使酶蛋白分子上某些必需基团化学性质发生变化,引起酶活力降低或丧失; 抑制剂:凡能降低酶催化反应速度的物质都称之为. 特性:与酶的必须基团(包括活性基团及辅基)结合；改变影响其结构与性质，引起酶反应速度下降；它对酶有选择性，不包括酶蛋白的水解及变性失活作用。 研究意义：对生物机体代谢途径、药物作用机理、酶活性中心内功能基团性质、酶构象维持基团性质、底物专一性、酶作用机理等研究的促进作用。 抑制剂对酶活性的影响 2、可逆抑制作用(reversible inhibition) 与时间无关； 抑制剂与酶蛋白以解离平衡为基础,以非共价方式结合，引起酶活性暂时性丧失。抑制剂可以通过物理方法(如透析等)被除去，并且能部分或全部恢复酶的活性,这种作用称为可逆抑制作用。 可逆与不可逆的区分 (1),一定量抑制剂与酶溶液混合，预保温后取不同量的混合液测定其初速，用反应初速度对酶浓度作图： (2),抑制剂一定量，用不同酶浓度测活，同（1）作图 （3）抑制剂不同量，作初速度与酶浓度关系图 区别（三） 非专一性不可逆抑制 非专一性不可逆抑制剂可对酶分子上每个结构残基进行共价修饰而导致酶失活。这类抑制剂主要是一些修饰氨基酸残基的化学试剂，可与氨基、羟基、胍基、酚羟基等反应，如烷化巯基的碘代乙酸等，重金属Hg2+、Pb2+、Cu2+、三价砷等。 （一）非专一性不可逆抑制剂 1、酰化试剂:酸酐、乙酰咪唑等， 作用基团：氨基、羟基、酚基、巯基 2、烷化试剂：带有活泼卤素原子，易烷化亲核侧链基团，2，4-二硝基苯氟等， 作用基团：氨基、巯基、羧基、硫醚等； 其中最主要的是含卤素的化合物，如碘乙酸、碘乙酰氨、卤乙酰苯等。它们可使酶中巯基烷化，从而使酶失活。常用作鉴定酸中巯基的特殊试剂。 3、有机磷化合物：能与酶活直接相关的丝氨酸上的羟基结合，抑制蛋白酶与酯酶； 例：抑制神经系统的胆碱酯酶，使乙酰胆碱不能分解而堆积引起神经中毒，二战中使用的毒气DFP，有机磷杀虫剂（敌百虫）: 由于乙酰胆碱堆积，使神经处于过渡兴奋状态，引起功能失调，导致中毒。如昆虫失去知觉而死亡；鱼类失去波动平衡致死；人、畜产生多种严重中毒症状以至死亡等。但对植物无害故可在农业、林业上用作杀虫剂。(有机磷化合物有时可用含－CH＝NOH基的肟化物，或羟肟酸R－CHNOH化物将其从酶分子上取代下来，使酶恢复活性。故将此类化台物称为杀虫剂解毒剂，如常用的解磷啶（PAM）就是其中的一种。) 非专一性不可逆抑制剂 4、亲电试剂：缺乏电子试剂，有氧化能力，四硝基甲烷 作用基团：酚基 非专一性不可逆抑制剂 5、有机汞、有机砷化合物：和巯基作用； (1)对氯汞苯甲酸;加入过量巯基化合物如半胱氨酸解除； 非专一性不可逆抑制剂 6、氧化还原剂：光敏剂氧化，作用于巯基、硫醚基、酚基等。还原剂有巯基乙醇等，作用于巯基。 7,氰化物—与含铁卟啉的酶中的Fe2+结合，使酶失活而阻抑细胞呼吸。木薯、苦杏仁、桃仁、白果等都含有氰化物，以及工业污水和试剂中的氰化物等进入体内，均可造成严重中毒。 临床上抢救氰化物中毒时，常先给注射亚硝酸钠．使部分HbFe2+氧化生成HbFe3+，而夺取与细胞色素氧化酶（Cyt a3）结合的CN-，生成HbFe3+－CN-，再注射硫代硫酸钠，将由HbFe3+－CN-中的CN-逐步释放，在肝脏硫氰生成酶的催化下转变为无毒的硫氰化物，随尿排出，从而解除其抑制。 非专一性不可逆抑制剂 8,重金属—Ag+、Hg2+、Pb2+、Cu2+、Fe2+、Fe3+等; 在高浓度时可使酶蛋白变性失活，低浓度时可与酶蛋白的巯基、羧基和咪唑基作用而抑制酶活性。应用金属离子螯合剂如EDTA、半胱氨酸或焦磷酸盐等将金用离子螯合，可解除其抑制，恢复酶活性。 9,青霉素—抗菌素类药物，与糖肽转肽酶活性部位Ser-OH共价结合，使酶失活。 非专一性不可逆抑制剂 10、生物自由基对酶类的作用 自由基（Free radical，FR）是指能独立存在的含有一个或一个以上未配对电子（即外层轨道上具有奇数电子）的原子、原子团、分子或离子。未配对电子的存在赋予自由基以顺磁性和高度化学反应活性的特点，且总有变为成对电子的倾向，因而性质极不稳定，常易发生丧失或得到电子的氧化－还原反应。 其中作用最广、研究最多的当属含氧自由基（或称活性氧），过量自由基产生可造成机体细胞非特异性氧化损伤，如引起DNA碱基修饰、链断裂、酶蛋白变性失活等，从而关