酶动力学和抑制作用PPT.ppt

1,,Enzyme kinetics and inhibition 酶动力学和抑制作用,2,底物浓度对酶反应速度的影响,3,,在低底物浓度时： 反应速度与底物浓度成正比，表现为一级反应特征4,随着底物浓度的增高 反应速度不再成正比例加速； 反应为混合级反应5,当底物浓度达到一定值 反应速度达到最大值（Vmax），此时再增加底物浓度，反应速度不再增加，表现为零级反应6,,米-曼氏模式 Michaelis-Menten model,7,Km ：当v=1/2 Vmax 时的底物浓度,8,,,Km值：是当酶促反应速度达到最大反应速度一半时的底物浓度，它的单位是mol/L,与底物浓度的单位一样米氏常数Km,9,（2）Km值只是在固定的底物，一定的温度和pH条件下，一定的缓冲体系中测定的，不同条件下具有不同的Km值3）一般情况下，1/Km可以近似地表示酶对底物的亲和力大小， 1/Km愈大，表明亲和力愈大1）Km是酶的一个特征性常数，只与酶的性质有关，与酶的浓度无关,10,,同一种酶有几种底物就有几个Km值，其中Km值最小的底物一般称为该酶的最适底物或天然底物 11,,Lineweaver-Burk plot Lineweaver-Burk制图,12,13,Enzyme inhibition 酶的抑制,Irreversible 不可逆的 Reversible 可逆的 Competitive 竞争性的 Noncompetitive 非竞争性的,14,（1）抑制作用与抑制剂 凡使酶的活性降低或丧失，但并不引起酶蛋白变性的作用称为抑制作用。

主要是由于酶的必需基团化学性质的改变而引起的 （抑制作用不同于失活作用） 能够引起抑制作用的化合物则称为抑制剂 （抑制剂不同于变性剂）,15,不可逆抑制作用 （irreversible inhibition） 定义：抑制剂与酶的活性中心的功能基团共价结合而抑制酶的活性,不能用透析或超滤等物理方法除去抑制剂而恢复酶活性16,不可逆抑制作用（irreversible inhibition）,E+IEI,例: DFP（DIFP）对乙酰胆碱脂酶的抑制,17,可逆抑制作用 抑制剂与酶蛋白以非共价方式结合，引起酶活性暂时性丧失抑制剂可以通过透析等物理方法被除去，并且能部分或全部恢复酶的活性 根椐抑制剂与酶结合的情况，又可以分为:,竞争性抑制 非竞争性抑制,18,2、可逆抑制作用(reversible inhibition),（1）竞争性可逆抑制作用（competitive reversible inhibition）,E+I EI,19,竟争性抑制,某些抑制剂的化学结构与底物相似，因而能与底物竟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。

竟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S,20,竞争性可逆抑制图示,I,,,21,例: 丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制作用,22, 竞争性抑制作用动力学方程的讨论,A、与标准米氏方程比较,B、当 I 0时，方程还原成米氏方程 I 时，,23,C、取方程的倒数，进行双倒数作图,24,（2）非竞争性可逆抑制作用（noncompetitive reversible inhibition）,E+S ES ESI,E+I EI ESI,25,非竟争性抑制,酶可同时与底物及抑制剂结合，即底物和抑制剂没有竞争作用酶与抑制剂结合后，还可与底物结合；酶与底物结合后，也可再结合抑制剂，但是三元的中间产物不能进一步分解为产物，所以酶活性降低非竞争性抑制剂与酶活性中心以外的基团结合这类抑制作用不会因提高底物浓度而减弱,26,非竞争性可逆抑制图示,,27, 非竞争性抑制作用动力学方程讨论,A、与米氏方程比较,B、,当I0,I,28,C、取方程倒数，进行双倒数作图,29,,30,可逆抑制作用的动力学,a. 竞争性抑制,1/Vmax,竞争性抑制剂,无抑制剂,1/s,1/v,斜率=Km/Vmax,加入竞争性抑制剂后，Km 变大，酶促最大反应速度Vmax不变。

31,b.非竞争性抑制,,非竞争性抑制剂,无抑制剂,-1/km,1/v,1/Vmax,加入非竞争性抑制剂后，Km 不变，而Vmax减小1/s,32,可逆抑制的动力学比较,抑制类型 Vmax Km 无抑制剂 Vmax Km 竞争性抑制 不变 变大 非竞争性抑制 变小 不变,,,,33,3、一些重要的抑制剂及其实际意义,（1）不可逆抑制剂：E+IEI,或, 有机磷化合物,化学结构通式:,R1、R2 : 烷基 ; X: -F, -CN等,34,这些有机磷化合物能抑制某些蛋白酶及酯酶的活力，特别是强烈抑制胆碱酯酶有机磷化合物中常用的是DFP以及有机磷杀虫剂，如1605、敌百虫、敌敌畏、乐果等35, 巯基酶抑制剂,A、烷化剂：例 ICH2COOH，ICH2CONH2等,B、有机汞、有机砷化合物,,36, 金属酶抑制剂,金属酶抑制剂如氰化物、硫化物和一氧化碳等 重金属抑制剂,如含Ag+、Cu2+、Hg2+、Pb2+等金属盐能使大多数酶失活37,（2）可逆抑制剂,最常见的是竞争性抑制剂,例1：磺胺药中的对一氨基苯磺酰胺,例2： 抗癌药物5一氟尿嘧啶,38,,Control of enzyme activity 酶活性的调节,39,Feedback regulation 反馈调节,Feedback inhibition 反馈抑制 Sequential feedback inhibition 顺序反馈抑制,40,Allosteric enzymes 变构酶,变构效应（allosteric effect）,天冬氨酸转氨甲酰酶ATCase aspartate transcarbamylase,41,（1）ATCase催化的化学反应和ATCase的动力学曲线,42,（2）ATCase活性调节的机理,有催化活性的构象,无催化活性的构象,43,44,,Reversible covalent modification 可逆共价修饰,45,,Phosphorylation 磷酸化作用 ------protein kinase 蛋白激酶 Dephosphorylation 脱磷酸化作用 ----protein phosphatase 蛋白磷酸酶,46,,Proteolytic activation 蛋白水解的活化作用,47,,酶原酶在生物体内首先合成出来的无活性前体。

酶原的激活酶原必须在一定的条件下去掉一个或几个特殊的肽键，从而使酶的构象发生一定的变化，才有活性，这一过程称为酶原激活48,1、胃蛋白酶原（pepsinogen）的激活,49,2、胰蛋白酶原（trypsinogen）的激活,50,51,3、胰凝乳蛋白酶原（chymotrypsinogen）的激活,52,,为什么不直接以酶形式存在呢？,53,激活的本质: 酶的活性中心形成或暴露的过程 意义：避免自身受损伤,54,,Blood clotting cascade 血液凝固级联,55,,Regulation of enzyme synthesis and breakdown 酶合成与分解的调节,56,,The level of induction or repression of the gene The rate of degradation of the mRNA,。