酶促反应动力学有方程推导过程.ppt

(二)可逆性抑制(reversible inhibition) 抑制剂与酶以非共价键结合，在用透析等物理方法除去抑制剂后，酶的活性能恢复，即抑制剂与酶的结合是可逆的。 1.竞争性抑制(competitive inhibition) (1)含义和反应式 抑制剂I和底物S结构相似，抑制剂I和底物S对游离酶E的结合有竞争作用，互相排斥，已结合底物的ES复合体，不能再结合I。同样已结合抑制剂的EI复合体，不能再结合S。 （2）特点： ① 抑制剂I与底物S在化学结构上相似，能与底物S竞争酶E分子活性中心的结合基团. 例如，丙二酸、苹果酸及草酰乙酸皆和琥珀酸的结构相似，是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂。 ②抑制程度取决于抑制剂与底物的浓度比、 〔ES〕和〔EI〕的相对稳定性； ③加大底物浓度，可使抑制作用减弱甚至消除。 （3）竞争性抑制剂的动力学方程 E+S ES E+P E+I EI k1 k2 k3 由米氏方程得：Km＝ ① Ki＝ ② 〔E〕＝〔E〕t－〔ES〕－〔EI〕 ③ 〔E〕〔S〕 〔ES〕 〔E〕〔I〕 〔EI〕 ki 解方程①②③得： 〔ES〕= 〔E〕t （1 + ）＋1 Km 〔S〕 〔I〕 Ki 又因vi＝k3〔ES〕,代入上式得： Vi＝ （1 + ）＋〔S〕 Km 〔I〕 Ki Vmax〔S〕 竞争性抑制剂双倒数曲线，如下图所示： 有竞争性抑制剂存在的曲线与无抑制剂的曲线相交于纵坐标I/Vmax处，但横坐标的截距，因竞争性抑制存在变小，说明该抑制作用，并不影响酶促反应的最大速度Vmax，而使Km值变大。 1 vi ＝ （ 1 + ） Km Vmax 〔S〕 1 + Vmax 1 〔I〕 Ki 很多药物都是酶的竞争性抑制剂。例如磺胺药与对氨基苯甲酸具有类似的结构，而对氨基苯甲酸、二氢喋呤及谷氨酸是某些细菌合成二氢叶酸的原料，后者能转变为四氢叶酸，它是细菌合成核酸不可缺少的辅酶。由于磺胺药是二氢叶酸合成酶的竞争性抑制剂，进而减少细菌体内四氢叶酸的合成，使核酸合成障碍，导致细菌死亡。抗菌增效剂-甲氧苄氨嘧啶(TMP)能特异地抑制细菌的二氢叶酸还原为四氢叶酸，故能增强磺胺药的作用。 磺胺药物的抑菌作用 2.非竞争性抑制(non-competitive inhibition) (1)含义和反应式 抑制剂I和底物S与酶E的结合完全互不相关，既不排斥，也不促进结合，抑制剂I可以和酶E结合生成EI，也可以和ES复合物结合生成ESI。底物S和酶E结合成ES后，仍可与I结合生成ESI，但一旦形成ESI复合物，再不能释放形成产物P。 （2）特点： ① I和S在结构上一般无相似之处，I常与酶分子上结合基团以外的化学基团结合，这种结合并不影响底物和酶的结合，增加底物浓度并不能减少I对酶的抑制。 ② 非竞争性抑制剂的双倒数曲线：有非竞争性抑制剂存在的曲线与无抑制剂的曲线相交于横坐标 -1/Km处，但纵坐标的截距，因竞争性抑制存在变大，说明该抑制作用，并不影响酶促反应的Km值，而使Vmax值变小，如下图所示： 非竞争性抑制 Vi＝ Vmax〔S〕 ( 1+ ) 〔I〕 Ki Km+ ( ) 〔S〕 1 Vi ＝ （1+ ） 〔I〕 Ki × （ ＋ ） 1 Vmax Km Vmax 1 〔S〕 3. 反竞争性抑制 (1)含义和反应式 反竞争性抑制剂必须在酶结合了底物之后才能与酶与底物的中间产物结合，该抑制剂与单独的酶不结合。 （2）特点： 反竞争性抑制剂存在下，Km、Vmax都变小。 1 Vi ＝ Km Vmax 1 〔S〕 + 1 Vmax 〔I〕 Ki (1+ ) Vi＝ Vmax〔S〕 〔S〕 〔I〕 Ki （1＋ ） Km＋ 3.5 酶 的分离纯化及活力测定 一、酶的分离提纯 （一）酶在细胞中的分布： 胞外酶：水解酶类，易收集，不必破碎细胞，缓冲液或水浸泡细胞或发酵液离心得到上清液即为含酶液。 胞内酶：除