第五章酶第三四节ppt课件

1、第三章第三章 酶酶EnzymeEnzyme第三节、影响酶促反应的因素 影响因素：影响因素：酶浓度的影响酶浓度的影响; ; 底物浓度的影响底物浓度的影响; ;温度的影响温度的影响; ; PHPH的影响的影响; ; 激活剂的影响；激活剂的影响；抑制剂的影响。抑制剂的影响。一、酶浓度对反应速度的影响一、酶浓度对反应速度的影响 当酶可被底物饱和当酶可被底物饱和 的情况下，酶促反应的情况下，酶促反应 速率与酶浓度成正比。速率与酶浓度成正比。0 VE二、底物浓度对反应速率影响二、底物浓度对反应速率影响 在其他因素不变在其他因素不变的情况下，底物浓度的情况下，底物浓度对反应速率的影响呈对反应速率的影响呈矩形

2、双曲线关系。矩形双曲线关系。SVmax底物浓度对酶促反应的影响底物浓度对酶促反应的影响当底物浓度较低时：反应速率与底物浓度成正比，反应为一当底物浓度较低时：反应速率与底物浓度成正比，反应为一级反应。级反应。SVmax底物浓度对酶促反应的影响底物浓度对酶促反应的影响随着底物浓度的增高：反应速率不再成正比例加速，反应为随着底物浓度的增高：反应速率不再成正比例加速，反应为混合级反应。混合级反应。SVmax底物浓度对酶促反应的影响底物浓度对酶促反应的影响当底物浓度高达一定程度：反应速率不再增加，达最大速率；当底物浓度高达一定程度：反应速率不再增加，达最大速率；反应为零级反应反应为零级反应SVmax定量

3、描述底物浓度的影响定量描述底物浓度的影响米氏方程式米氏方程式 1913 1913年年MichaelisMichaelis和和MentenMenten提出反应速率与底提出反应速率与底物浓度关系的数学方程式，即米曼氏方程式，简物浓度关系的数学方程式，即米曼氏方程式，简称米氏方程式称米氏方程式 (Michaelis equation) (Michaelis equation)：vVmaxS Km + S S底物浓度底物浓度v 不同不同S时的反应速率时的反应速率Vmax最大反应速率最大反应速率m 米氏常数米氏常数什么是米氏常数什么是米氏常数Km）？）？令令v = (1/2)Vmax，带入米氏方程，带入

4、米氏方程vVmaxS Km + S VmaxS Km + S Vmax2得得即即Km + S = 2 SKm = S整理，得整理，得米氏常数米氏常数Km）：等于酶促反应速率为最大反应）：等于酶促反应速率为最大反应速率一半时的底物浓度，其单位为速率一半时的底物浓度，其单位为mol/L。米氏常数米氏常数Km）：等于酶促反应速率为最大反应）：等于酶促反应速率为最大反应速率一半时的底物浓度，其单位为速率一半时的底物浓度，其单位为mol/L。什么是米氏常数什么是米氏常数Km）？）？什么是米氏常数什么是米氏常数Km）？）？米氏常数的意义米氏常数的意义Km是酶的特征性常数之一是酶的特征性常数之一米氏常数只与

5、酶的结构、底物和反应环境有米氏常数只与酶的结构、底物和反应环境有关，而与酶的浓度无关。关，而与酶的浓度无关。Km可近似表示酶对底物的亲和力可近似表示酶对底物的亲和力Km值越大，酶与底物亲和力越低，越不利于值越大，酶与底物亲和力越低，越不利于反应的进行。反应的进行。同一酶对于不同底物有不同的同一酶对于不同底物有不同的Km值值一个酶如果有若干个底物，则米氏常数最小一个酶如果有若干个底物，则米氏常数最小的底物最有可能是酶的天然底物。的底物最有可能是酶的天然底物。最大反应速度最大反应速度Vm是什么？是什么？ Vm Vm是酶完全被底物饱和时的反应速率，反映了是酶完全被底物饱和时的反应速率，反映了酶催化反

6、应的能力。酶催化反应的能力。VmVm与酶浓度成正比，而与底物与酶浓度成正比，而与底物浓度无关。浓度无关。SVmax三、温度对反应速度的影响三、温度对反应速度的影响u低温时，随温度的上升反应速低温时，随温度的上升反应速度加快度加快u达到一定温度后，随温度的上达到一定温度后，随温度的上升反应速度下降升反应速度下降u最适温度最适温度(Tm):反应速率最快反应速率最快时反应体系的温度时反应体系的温度u最适温度与反应时间有关：反最适温度与反应时间有关：反应时间越长，最适温度越低应时间越长，最适温度越低Tm不同时间下反应温度与产量的关系不同时间下反应温度与产量的关系四、四、PH对反应速度的影响对反应速度的

7、影响四、四、PH对反应速度的影响对反应速度的影响PH通过改变酶和底物分子解离状态而影响反应速率通过改变酶和底物分子解离状态而影响反应速率最适最适pH：酶催化活性最高时反应体系的：酶催化活性最高时反应体系的pH最适最适pH不是酶的特征性常数，它受底物浓度、缓冲不是酶的特征性常数，它受底物浓度、缓冲液种类与浓度、以及酶纯度等因素的影响液种类与浓度、以及酶纯度等因素的影响五、激活剂对反应速度的影响五、激活剂对反应速度的影响 使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加的物质使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加的物质称为激活剂。称为激活剂。 激活剂的分类激活剂的分类必需激活剂必需激活剂 非必需激活剂非必需激活

8、剂 六、抑制剂对反应速度的影响六、抑制剂对反应速度的影响凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白变凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白变性的物质称为酶的抑制剂性的物质称为酶的抑制剂(inhibitor) 。酶的抑制区别于酶的变性：酶的抑制区别于酶的变性：抑制剂对酶有一定的选择性抑制剂对酶有一定的选择性引起变性的因素对酶没有选择性引起变性的因素对酶没有选择性凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白变凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白变性的物质称为酶的抑制剂性的物质称为酶的抑制剂 。酶的抑制作用酶的抑制作用不可逆抑制作用不可逆抑制作用可逆抑制作用可逆抑制作用竞争性抑制作用竞争性抑制作用非竞争性抑制作用非

9、竞争性抑制作用反竞争性抑制作用反竞争性抑制作用1. 不可逆抑制作用不可逆抑制作用 抑制剂通常以共价键与酶活性中心的必需基团相抑制剂通常以共价键与酶活性中心的必需基团相结合，使酶失活。结合，使酶失活。有机磷化合物有机磷化合物 羟基酶羟基酶 解毒：解磷定解毒：解磷定(PAM)(PAM)重金属离子及砷化合物重金属离子及砷化合物 巯基酶巯基酶 解毒：二巯基丙醇解毒：二巯基丙醇(BAL) (BAL) 如：如：ESSAsCHCHCl+CH2SHCHSHCH2OHESHSH+CH2SCHSCH2OHAsCHCHClROROPOX+HOEROROPOOE+HXClAsClCHCHCl+ ESHSHESAsSC

10、HCHCl+2HCl有机磷化合物有机磷化合物路易士气路易士气失活的酶失活的酶羟基酶羟基酶失活的酶失活的酶酸酸巯基酶巯基酶失活的酶失活的酶酸酸BALBAL巯基酶巯基酶BALBAL与砷剂结合物与砷剂结合物2. 可逆抑制作用可逆抑制作用 抑制剂通常以非共价键与酶或酶抑制剂通常以非共价键与酶或酶-底物复底物复合物可逆性结合，使酶的活性降低或丧失。合物可逆性结合，使酶的活性降低或丧失。抑制剂可用透析、超滤等方法除去。抑制剂可用透析、超滤等方法除去。（1竞争性抑制作用竞争性抑制作用 有些抑制剂与底物的结构相似，能与底物有些抑制剂与底物的结构相似，能与底物竞争酶的活性中心，从而阻碍酶底物复合竞争酶的活性中心

11、，从而阻碍酶底物复合物的形成，这种抑制作用称为酶的竞争性抑物的形成，这种抑制作用称为酶的竞争性抑制作用。制作用。竞争性抑制作用的反应模式竞争性抑制作用的反应模式+ESIESEIPEE+竞争性抑制的特点竞争性抑制的特点抑制剂与底物结构类似，竞争酶的活性中心抑制剂与底物结构类似，竞争酶的活性中心抑制程度取决于抑制剂与酶的相对亲和力及底物浓抑制程度取决于抑制剂与酶的相对亲和力及底物浓度度动力学特点：动力学特点：VmaxVmax不变，表观不变，表观KmKm增大增大丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制作用丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制作用COOH COOH CH2 丙二酸丙二酸-琥珀酸琥珀酸COOH COOH CH2

12、 CH2 COOH COOH CHCH延胡索酸延胡索酸FADH2琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶FAD磺胺类药物抑菌机制磺胺类药物抑菌机制二氢蝶呤啶二氢蝶呤啶 对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸 谷氨酸谷氨酸二氢叶酸二氢叶酸合成酶合成酶二氢叶酸二氢叶酸SO2NHR H2N 磺磺 胺胺 类类 药药 物物CH3H2N 四氢叶酸四氢叶酸二氢叶酸二氢叶酸还原酶还原酶（2 2非竞争性抑制作用非竞争性抑制作用 有些抑制剂与酶活性中心外的必需基团有些抑制剂与酶活性中心外的必需基团相结合，不影响酶与底物的结合，酶和底物相结合，不影响酶与底物的结合，酶和底物的结合也不影响酶与抑制剂的结合。但酶的结合也不影响酶与抑制剂的结合。但酶

13、- -底底物物- -抑制剂复合物不能进一步释放出产物，这抑制剂复合物不能进一步释放出产物，这种抑制作用称作非竞争性抑制作用。种抑制作用称作非竞争性抑制作用。非竞争性抑制作用的反应模式非竞争性抑制作用的反应模式+ S S+ S S+ESIEIEESEP三、酶促反应动力学三、酶促反应动力学（五抑制剂对反应速度的影响（五抑制剂对反应速度的影响2. 可逆抑制作用可逆抑制作用（2非竞争性抑制作用非竞争性抑制作用非竞争性抑制作用特点非竞争性抑制作用特点抑制剂与酶活性中心外的必需基团结合，底物与抑抑制剂与酶活性中心外的必需基团结合，底物与抑制剂之间无竞争关系制剂之间无竞争关系抑制程度取决于抑制剂的浓度抑制程

14、度取决于抑制剂的浓度动力学特点：动力学特点：Vmax降低，表观降低，表观Km不变不变竞争性抑制与非竞争性抑制比较竞争性抑制与非竞争性抑制比较（3反竞争性抑制作用反竞争性抑制作用 抑制剂仅与酶和底物形成的中间产物抑制剂仅与酶和底物形成的中间产物(ES)结合，结合，使中间产物使中间产物ES的量下降。这样，既减少从中间产物的量下降。这样，既减少从中间产物转化为产物的量，也同时减少从中间产物解离出游转化为产物的量，也同时减少从中间产物解离出游离酶和底物的量。这种抑制作用称为反竞争性抑制离酶和底物的量。这种抑制作用称为反竞争性抑制作用。作用。反竞争性抑制作用的反应模式反竞争性抑制作用的反应模式+ESES

15、ESIEP反竞争性抑制作用特点反竞争性抑制作用特点抑制剂只与酶底物复合物结合抑制剂只与酶底物复合物结合抑制程度取决与抑制剂的浓度及底物的浓度抑制程度取决与抑制剂的浓度及底物的浓度动力学特点：动力学特点：VmaxVmax降低，表观降低，表观KmKm降低降低小结：影响酶催化反应速度的外界因素小结：影响酶催化反应速度的外界因素1. 底物浓度底物浓度 米氏方程、米氏方程、Km、Vm2. 酶浓度酶浓度正相关正相关3. 温度温度双重性双重性4. 酸碱度酸碱度双重性双重性6. 抑制剂抑制剂5. 激活剂激活剂必需激活剂、非必需激活剂必需激活剂、非必需激活剂不可逆抑制不可逆抑制可逆抑制可逆抑制竞争性抑制竞争性抑制非竞争性抑制非竞争性抑制反竞争性抑制反竞争性抑制第四节、酶与医学的关系（一酶和疾病密切相关（一酶和疾病密切相关 酶的质、量与活性的异常均可引起某些疾病酶的质、量与活性的异常均可引起某些疾病 如缺乏酪氨酸酶引起白化病；胰蛋白酶原在胰腺如缺乏酪氨酸酶引起白化病；胰蛋白酶原在胰腺异常激活导致急性胰腺炎等。异常激活导致急性胰腺炎等。 酶的测定有助于对许多疾病的诊断酶的测定有助于对许多疾病的诊断 如测定血中丙氨酸转氨酶活性诊断肝炎等