酶动力学和抑制作用ppt课件.ppt

Enzymekineticsandinhibition 1 底物浓度对酶反应速度的影响 2 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 3 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 4 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 5 米 曼氏模式Michaelis Mentenmodel 6 Km 当v 1 2Vmax时的底物浓度 7 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 8 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 9 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 10 Lineweaver BurkplotLineweaver Burk制图 11 12 Enzymeinhibition酶的抑制 Irreversible不可逆的Reversible可逆的Competitive竞争性的Noncompetitive非竞争性的 13 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 14 不可逆抑制作用 irreversibleinhibition 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 15 不可逆抑制作用 irreversibleinhibition E I EI 例 DFP DIFP 对乙酰胆碱脂酶的抑制 16 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 17 2 可逆抑制作用 reversibleinhibition 1 竞争性可逆抑制作用 competitivereversibleinhibition E IEI 18 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 19 竞争性可逆抑制图示 I 20 例 丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制作用 21 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 22 C 取方程的倒数 进行双倒数作图 23 2 非竞争性可逆抑制作用 noncompetitivereversibleinhibition E S ESESI E I EIESI 24 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 25 非竞争性可逆抑制图示 26 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 I 0 I 27 C 取方程倒数 进行双倒数作图 28 29 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 30 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 31 可逆抑制的动力学比较 抑制类型VmaxKm无抑制剂VmaxKm竞争性抑制不变变大非竞争性抑制变小不变 32 3 一些重要的抑制剂及其实际意义 1 不可逆抑制剂 E I EI 或 有机磷化合物 化学结构通式 R1 R2 烷基 X F CN等 33 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 34 巯基酶抑制剂 A 烷化剂 例ICH2COOH ICH2CONH2等 B 有机汞 有机砷化合物 35 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 36 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 37 Controlofenzymeactivity酶活性的调节 38 Feedbackregulation反馈调节 Feedbackinhibition反馈抑制Sequentialfeedbackinhibition顺序反馈抑制 39 Allostericenzymes变构酶 变构效应 allostericeffect 天冬氨酸转氨甲酰酶ATCaseaspartatetranscarbamylase 40 1 ATCase催化的化学反应和ATCase的动力学曲线 41 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 42 43 Reversiblecovalentmodification可逆共价修饰 44 Phosphorylation磷酸化作用 proteinkinase蛋白激酶Dephosphorylation脱磷酸化作用 proteinphosphatase蛋白磷酸酶 45 Proteolyticactivation蛋白水解的活化作用 46 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 47 1 胃蛋白酶原 pepsinogen 的激活 48 2 胰蛋白酶原 trypsinogen 的激活 49 50 3 胰凝乳蛋白酶原 chymotrypsinogen 的激活 51 为什么不直接以酶形式存在呢 52 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 53 Bloodclottingcascade血液凝固级联 54 Regulationofen