第五章酶-酶的概念及其化学本质

1、第五章第五章 酶酶 第一节第一节 酶的概述酶的概述 第二节第二节 酶催化作用的特性酶催化作用的特性 第三节第三节 酶催化作用的机制酶催化作用的机制 第四节第四节 酶结构与功能的关系酶结构与功能的关系 第五节第五节 酶促反应动力学酶促反应动力学 第六节第六节 酶活力及其测定酶活力及其测定 第七节第七节 酶工程酶工程 第一节第一节 酶的分类与命名酶的分类与命名化学本质：大多数的酶是化学本质：大多数的酶是蛋白质蛋白质，核糖核酸酶（核酶核糖核酸酶（核酶)其化学本质为其化学本质为RNA。定义：酶是活细胞产生的具有催化能力的定义：酶是活细胞产生的具有催化能力的生物分子生物分子(Enzyme)一、酶的概念及

2、其化学本一、酶的概念及其化学本质质酶是生物催化剂酶是生物催化剂 酶是活细胞产生的一类具有催化功能的酶是活细胞产生的一类具有催化功能的生物分子，所以又称为生物催化剂生物分子，所以又称为生物催化剂(b(biocatalysts） 绝大多数的酶都是蛋白质。绝大多数的酶都是蛋白质。 酶催化的生物化学反应，称为酶促反应酶催化的生物化学反应，称为酶促反应（Enzymatic reaction）。）。 在酶的催化下发生化学变化的物质，称为底物在酶的催化下发生化学变化的物质，称为底物（substrate）。）。二、酶的分类二、酶的分类 1、按化学组成分： 单纯蛋白酶单纯蛋白酶 结合蛋白酶结合蛋白酶 2、根据酶

3、分子的结构特点： 单体酶单体酶 寡聚酶寡聚酶 多酶复合体多酶复合体 3、按反应性质分、按反应性质分将酶分为六大类：将酶分为六大类：氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶、连接酶异构酶、连接酶 主要包括脱氢酶主要包括脱氢酶(dehydrogenase)(dehydrogenase)和氧化酶和氧化酶Oxidase)Oxidase)。 如，乳酸如，乳酸(Lactate)(Lactate)脱氢酶催化乳酸的脱氢反应。脱氢酶催化乳酸的脱氢反应。CH3CHCOOHOHNAD+H+CH3CCOOHONADH1 氧化氧化-还原酶还原酶+ BH2（H2O2，H2O）AH2

4、+ B（O2）A例如，例如， 谷丙转氨酶催化的氨基转移反应。谷丙转氨酶催化的氨基转移反应。CH3CHCOOHNH2HOOCCH2CH2CCOOHOHOOCCH2CH2CHCOOHNH2CH3CCOOHO2 转移酶转移酶 TransferasevAX + BA +BX 主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。 例如，脂肪酶例如，脂肪酶(Lipase)(Lipase)催化的脂的水解反应：催化的脂的水解反应：3 3 水解酶水解酶 hydrolasehydrolaseH2OCOOCH2CH3RRCOOHCH3CH2OHAOH + BHAB + H2O 主要包括醛

5、缩酶、水化酶及脱氨酶等。主要包括醛缩酶、水化酶及脱氨酶等。 例如，例如， 延胡索酸水合酶催化的反应。延胡索酸水合酶催化的反应。HOOCCH=CHCOOHH2OHOOCCH2CHCOOHOH4 裂合酶裂合酶 LyaseABA+B例如，例如，6-磷酸葡萄糖异构酶催化的反应。磷酸葡萄糖异构酶催化的反应。OCH2OHOHOHOHOHOCH2OHCH2OHOHOHOH5 异构酶异构酶 IsomeraseAB常见的有醛酮异构、顺反异构和变位酶类常见的有醛酮异构、顺反异构和变位酶类。 合成酶，又称为连接酶，能够催化合成酶，又称为连接酶，能够催化C-CC-C、C-OC-O、C-N C-N 以及以及C-S C-

6、S 键的形成反应。这类反应必须键的形成反应。这类反应必须与与ATPATP分解反应相互偶联。分解反应相互偶联。 A + B + ATP + H-O-H =A A + B + ATP + H-O-H =A B + ADP +Pi B + ADP +Pi 例如，丙酮酸羧化酶催化的反应。例如，丙酮酸羧化酶催化的反应。 丙酮酸丙酮酸 + CO + CO2 2 草酰乙酸草酰乙酸6 合成酶合成酶 Ligase or Synthetase 三、酶的命名三、酶的命名 （1）根据作用底物来命名 （2）根据所催化的反应的类型命名 （3）两个原则结合起来命名 （4）根据酶的来源或其它特点来命名（一）习惯命名方法（一）

7、习惯命名方法（二）国际系统命名法（二）国际系统命名法 系统名称包括底物名称、构型、反应性系统名称包括底物名称、构型、反应性质，最后加一个酶字质，最后加一个酶字。例如：例如：习惯名称习惯名称: :谷丙转氨酶谷丙转氨酶系统名称系统名称: :丙氨酸：丙氨酸： - -酮戊二酸氨基转移酶酮戊二酸氨基转移酶谷氨酸谷氨酸 + + 丙酮酸丙酮酸 - -酮戊二酸酮戊二酸 + + 丙氨酸丙氨酸第二节第二节 酶催化作用的特性酶催化作用的特性 1高效性高效性 2专一性专一性 3反应条件温和反应条件温和 4. 酶的催化活性可调节控制酶的催化活性可调节控制1、酶具有、酶具有高效催化性高效催化性 V酶比V无高105-101

8、7倍。 例如：过氧化氢分解例如：过氧化氢分解 用用Fe+ Fe+ 催化，效率为催化，效率为6 6* *1010-4-4 mol/mol.Smol/mol.S， 而用过氧化氢酶催化，效率为而用过氧化氢酶催化，效率为6 6* *10106 6 mol/mol.Smol/mol.S。 用用 - -淀粉酶催化淀粉水解，淀粉酶催化淀粉水解，1 1克结晶酶在克结晶酶在6565 C C条件下条件下可催化可催化2 2吨淀粉水解。吨淀粉水解。2、酶具有高度专一性 （1）绝对专一性 （2）相对专一性 （3）立体异构专一性结构专一性结构专一性1 1、活化能降低、活化能降低 酶促反应：酶促反应： E + S = ES

9、 = ESE + S = ES = ES* * EP EP E + P E + P 第三节第三节 酶催化作用的机制酶催化作用的机制一一 酶作用高效率的机制酶作用高效率的机制反应过程中能的变化反应过程中能的变化01234567891001234567Progress of reactionFree engergy 1kSE 1kES2kEP E+SP+ EES能能量量水水平平反应过程反应过程 G E1 E2 酶（酶（E）与底物（）与底物（S）结合生成不稳定的中间结合生成不稳定的中间物（物（ES），再分解成产），再分解成产物（物（P）并释放出酶，使）并释放出酶，使反应沿一个低活化能的反应沿一个低活

10、化能的途径进行，降低反应所途径进行，降低反应所需活化能，所以能加快需活化能，所以能加快反应速度。反应速度。2、中间产物学说、中间产物学说1、锁钥学说、锁钥学说酶作用专一性的机制酶作用专一性的机制substrateenzyme 锁钥学说：锁钥学说： 认为整个酶分子的天然构象是具有刚性认为整个酶分子的天然构象是具有刚性结构的，酶表面具有特定的形状。酶与结构的，酶表面具有特定的形状。酶与底物的结合如同一把钥匙对一把锁一样底物的结合如同一把钥匙对一把锁一样 2、诱导契合学说诱导契合学说诱导契合学说诱导契合学说学说内容学说内容：酶的活性中心具有一定的柔性，当底物与酶相遇时，酶的活性中心具有一定的柔性，当

11、底物与酶相遇时，可诱导酶活性中心的构象发生相应的改变，使活性中心上有关基可诱导酶活性中心的构象发生相应的改变，使活性中心上有关基团达到正确的排列和定向，因而使酶和底物契合而结合成中间络团达到正确的排列和定向，因而使酶和底物契合而结合成中间络合物，并引起底物发生反应。反应结束当底物从酶上脱落下来后，合物，并引起底物发生反应。反应结束当底物从酶上脱落下来后，酶的活性中心又恢复了原来的构象。酶的活性中心又恢复了原来的构象。第四节第四节 酶结构与功能的关系酶结构与功能的关系一一 活性部位活性部位： P150酶活性部位酶活性部位 结合部位：结合部位：酶与底物结合的部位，酶与底物结合的部位， 决定酶的专一

12、性决定酶的专一性催化催化部位部位：催化底物发生反应的部位，催化底物发生反应的部位， 决定酶的催化效率决定酶的催化效率、反映性质。、反映性质。 主要包括：主要包括： 亲核性基团：丝氨酸亲核性基团：丝氨酸的羟基，半胱氨酸的的羟基，半胱氨酸的巯基和组氨酸的咪唑巯基和组氨酸的咪唑基。基。H2NCHCCH2OHOOHOHH2NCHCCH2OHOSHSHH2NCHCCH2OHONNHNNH必需基团：必需基团：在酶分子中和酶的催化在酶分子中和酶的催化活性直接有活性直接有关的基团，活性中心内外都有。关的基团，活性中心内外都有。 酸碱性基团：门酸碱性基团：门冬氨酸和谷氨酸冬氨酸和谷氨酸的羧基，赖氨酸的羧基，赖氨

13、酸的氨基，酪氨酸的氨基，酪氨酸的酚羟基，组氨的酚羟基，组氨酸的咪唑基和丝酸的咪唑基和丝氨酸的羟基，半氨酸的羟基，半胱氨酸的巯基。胱氨酸的巯基。H2NCHCCH2OHOCH2COHOH2NCHCCH2OHOCOHOCOOHH2NCHCCH2OHOCH2CH2CH2NH2NH2H2NCHCCH2OHOOHOH必需基团：必需基团：二二 变构酶变构酶亦称别构酶，亦称别构酶，当某些化合物与酶分子中的别构当某些化合物与酶分子中的别构部位可逆地结合后，酶分子的构象发生改变，使部位可逆地结合后，酶分子的构象发生改变，使酶活性部位对底物的结合与催化作用受到影响，酶活性部位对底物的结合与催化作用受到影响，从而调节

14、酶促反应速度及代谢过程，这种效应称从而调节酶促反应速度及代谢过程，这种效应称为别构效应。具有别构效应的酶称为别构酶。别为别构效应。具有别构效应的酶称为别构酶。别构酶常是代谢途径中催化第一步反应或处于代谢构酶常是代谢途径中催化第一步反应或处于代谢途径分支点上的一类调节酶，大多能被代谢最终途径分支点上的一类调节酶，大多能被代谢最终产物所抑制，对代谢调控起重要作用。产物所抑制，对代谢调控起重要作用。酶的别构（变构）效应示意图酶的别构（变构）效应示意图效应剂效应剂别别构构中中心心活性活性中心中心 一般是寡聚酶，由多亚基组成，包括催化部位和调节（别构）部位； 具有别构效应。指酶和一个配体（底物，调节物）

15、结合后可以影响酶和另一个配体（底物）的结合能力。 天冬氨酸转氨甲酰酶受CTP 的抑制、ATP的激活、 别构酶的特点别构酶的特点三三 酶原及酶原的激活酶原及酶原的激活 1 酶原酶原：酶无活性的前体。：酶无活性的前体。 2 酶原的激活酶原的激活 ：从无活性的酶原转变为有活性：从无活性的酶原转变为有活性的酶的过程。的酶的过程。4酶原激活的酶原激活的本质本质：酶原的激活实质上是酶：酶原的激活实质上是酶活性部位形成或暴露的过程。活性部位形成或暴露的过程。3 激活激活剂剂 ：能使无活性的酶原激活的物质。：能使无活性的酶原激活的物质。胰蛋白酶原胰蛋白酶原胰蛋白酶胰蛋白酶六肽六肽肠肠激激酶酶活性中心活性中心胰

16、蛋白酶原的激活示意图胰蛋白酶原的激活示意图胰蛋白酶原胰蛋白酶原胰蛋白酶胰蛋白酶六肽六肽肠肠激激酶酶胰蛋白酶对各种胰脏蛋白酶的激活作用胰蛋白酶对各种胰脏蛋白酶的激活作用胰凝乳蛋白酶原胰凝乳蛋白酶原胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶弹性蛋白酶原弹性蛋白酶原弹性蛋白酶弹性蛋白酶羧肽酶原羧肽酶原羧肽酶羧肽酶第五节第五节 酶促反应动力学酶促反应动力学 定义：定义： 酶促反应动力学是研究酶促反应速度以酶促反应动力学是研究酶促反应速度以及各种条件下对酶反应速度的影响。及各种条件下对酶反应速度的影响。 在低底物浓度时在低底物浓度时, , 反应速度反应速度与底物浓度成正比，为一级反与底物浓度成正比，为一级反应。应。 底物

17、浓度增大与速度的增加底物浓度增大与速度的增加不成正比不成正比, ,为混合级反应为混合级反应. . 当底物浓度达到一定值，几当底物浓度达到一定值，几乎所有的酶都与底物结合后，乎所有的酶都与底物结合后，反应速度达到最大值（反应速度达到最大值（V Vmaxmax），），此时再增加底物浓度，反应速此时再增加底物浓度，反应速度不再增加，表现为零级反应。度不再增加，表现为零级反应。一一 底物浓度对酶促反应速度的影响底物浓度对酶促反应速度的影响02468101214161820020406080100C oncentration of S ubstrate(um ol/L)Rate of Reaction(

18、v)( (一一)V-S)V-S曲线曲线u 1913年，德国化学家Michaelis和Menten根据中间产物学说对酶促反映的动力学进行研究，推导出了表示整个反应中底物浓度和反应速度关系的著名公式，称为米氏方程。V=Vmax SKm + SK Km m 米氏常数米氏常数V Vmax max 最大反应速度最大反应速度（二）米氏方程 米氏方程的推导： 米氏方程米氏方程V=Vmax SKm + SnK Km m 即为米氏常数，即为米氏常数，nV Vmaxmax为最大反应速度为最大反应速度n当反应速度等于最大速度当反应速度等于最大速度一半时一半时, ,即即V V = 1/2 = 1/2 V Vmax,

19、max, K Km = S m = S n上式表示上式表示, ,米氏常数是反应米氏常数是反应速度为最大值的一半时的底速度为最大值的一半时的底物浓度。物浓度。n因此因此, ,米氏常数的单位为米氏常数的单位为mol/Lmol/L。（三）米氏常数的意义及测定（三）米氏常数的意义及测定米氏常数米氏常数KmKm的意义的意义P162P162 1 1、不同的酶具有不同、不同的酶具有不同K Km m值，它是酶的一值，它是酶的一个重要的特征物理常数。个重要的特征物理常数。 2 2、KmKm值只是在固定的底物，一定的温度值只是在固定的底物，一定的温度和和pHpH条件下，一定的缓冲体系中测定的，条件下，一定的缓冲体

20、系中测定的，不同条件下具有不同的不同条件下具有不同的KmKm值。值。 Km值是酶的特征性常数，只与酶的性质，酶所催化的底值是酶的特征性常数，只与酶的性质，酶所催化的底物和酶促反应条件（如温度、物和酶促反应条件（如温度、pH、有无抑制剂等）有关，、有无抑制剂等）有关，与酶的浓度无关。酶的种类不同，与酶的浓度无关。酶的种类不同，Km值不同，同一种酶值不同，同一种酶与不同底物作用时，与不同底物作用时，Km值也不同。各种酶的值也不同。各种酶的Km值范围很值范围很广，大致在广，大致在10-110-6M之间。之间。 3.K3.Km m值表示酶与底物之间的亲和程度：值表示酶与底物之间的亲和程度：K Km m

21、值大表示亲和程度小，酶的催化活性低值大表示亲和程度小，酶的催化活性低; ; K Km m值小表示亲和程度大值小表示亲和程度大, ,酶的催化活性高。酶的催化活性高。 米氏常数的测定米氏常数的测定 基 本 原 则基 本 原 则 ： 将 米 氏 方 程 变 化 成 相 当 于将 米 氏 方 程 变 化 成 相 当 于y=ax+b的直线方程，再用作图法求出的直线方程，再用作图法求出Km。 例：例：双倒数作图法双倒数作图法（Lineweaver-Burk法）法） 米氏方程的双倒数形式：米氏方程的双倒数形式： 1 KmKm 1 1 = . + v Vmax S Vmax 1 1 K Km 1 1m 1 1

22、 = = + + V V V Vmax S max S V Vmaxmax-4-202468100.00.20.40.60.81.01/S(1/mmol.L-1)1/v1/Vmax斜率斜率=Km/Vmax-1/Km米氏常数Km的测定：酶的酶的Km在实际应用中的意义在实际应用中的意义 鉴定酶：通过测定鉴定酶：通过测定Km，可鉴别不同来源或相同来源但在，可鉴别不同来源或相同来源但在不同发育阶段，不同生理状态下催化相同反应的酶是否是属不同发育阶段，不同生理状态下催化相同反应的酶是否是属于同一种酶。于同一种酶。 判断酶的最适底物。（即判断酶的最适底物。（即Km值最小的底物值最小的底物 ） 计算一定速度

23、下底物浓度。计算一定速度下底物浓度。 了解酶的底物在体内具有的浓度水平。了解酶的底物在体内具有的浓度水平。 判断反应方向或趋势。判断反应方向或趋势。如一个反应的正逆方向由同一如一个反应的正逆方向由同一个酶催化，则个酶催化，则Km值较小的那向反应催化效率较高。值较小的那向反应催化效率较高。 Km值小，表示用很低的底物浓度即可达到最大反应速度的值小，表示用很低的底物浓度即可达到最大反应速度的一半，说明酶与底物亲和力大。一半，说明酶与底物亲和力大。 。从米氏方程中求得：从米氏方程中求得：当反应速度达到最大反应速度的当反应速度达到最大反应速度的90%，则，则90%V =100%VS/(km +S)v

24、= Vmax Skm + S即 S = 9km在进行酶活力测定时，通常用4km的底物浓度即可。计算一定速度下底物浓度计算一定速度下底物浓度二二 pH pH 的影响的影响 在一定的在一定的pH pH 下下, , 酶具有最大的催酶具有最大的催化活性化活性, ,通常称通常称此此pH pH 为最适为最适 pHpH。2345678910020406080100pHRelative Activity (%)pHv最适最适pH（optimum pH）pH稳定性：在一定稳定性：在一定pH范围内酶是稳定范围内酶是稳定pH对酶作用的影响机制对酶作用的影响机制：1.环境过酸、过碱使酶变性失活；环境过酸、过碱使酶变性

25、失活；2.影响酶活性基团的解离；影响酶活性基团的解离；3.影响底物的解离。影响底物的解离。三三 温度的影响温度的影响 一方面是温度升高一方面是温度升高, ,酶酶促反应速度加快。促反应速度加快。 另一方面另一方面, ,温度升高温度升高, ,酶酶的高级结构将发生变化的高级结构将发生变化或变性，导致酶活性降或变性，导致酶活性降低甚至丧失。低甚至丧失。 因此大多数酶都有一个因此大多数酶都有一个最适温度。最适温度。 在最适温在最适温度条件下度条件下, ,反应速度最反应速度最大。大。102030405060708090020406080100Temperature OCRelative Activity

26、(%)高温两种不同影响：1.温度升高，反应速度温度升高，反应速度加快加快；2.温度升高，酶热变性温度升高，酶热变性速度加快速度加快。低温影响：1.温度降低，酶活性降温度降低，酶活性降低低2.温度过低,酶无活性但不变性Tv最适温度四四 激活剂对酶作用的影响激活剂对酶作用的影响 凡能提高酶活力的物质都是酶的激活剂。凡能提高酶活力的物质都是酶的激活剂。如如Cl-是唾液淀粉酶的激活剂。是唾液淀粉酶的激活剂。金属离子：金属离子：K+、Na+、 Mg2+、Cu2+、Mn2+、Zn2+、Se3+ Co2+、Fe2+ 阴离子：阴离子： Cl-、Br有机分子有机分子 还原剂：抗坏血酸、半胱氨酸、谷胱甘肽还原剂：

27、抗坏血酸、半胱氨酸、谷胱甘肽 金属螯合剂：金属螯合剂：EDTA - 这些离子可与酶分子上的氨基酸侧链基团结合，可能是酶活性部位的组成部分，也可能作为辅酶或辅基的一个组成部分起作用 一般情况下，一种激活剂对某种酶是激活剂，而对另一种酶则起抑制作用； 对于同一种酶，不同激活剂浓度会产生不同的作用。应用激活剂时应注意应用激活剂时应注意五五 抑制剂对酶活性的影响抑制剂对酶活性的影响 使酶的活性降低或丧失的现象，称为酶的抑制作用。使酶的活性降低或丧失的现象，称为酶的抑制作用。 能够引起酶的抑制作用的化合物则称为抑制剂。能够引起酶的抑制作用的化合物则称为抑制剂。 酶的抑制剂一般具备两个方面的特点：酶的抑制

28、剂一般具备两个方面的特点： a.a.在化学结构上与被抑制的底物分子或底物的过渡在化学结构上与被抑制的底物分子或底物的过渡状态相似。状态相似。 b.b.能够与酶以非共价或共价的方式形成比较稳定的能够与酶以非共价或共价的方式形成比较稳定的复合体或结合物。复合体或结合物。抑制剂类型和特点抑制剂类型和特点 竞争性抑制剂竞争性抑制剂可逆抑制剂可逆抑制剂 非竞争性抑制剂非竞争性抑制剂 反竞争性抑制剂反竞争性抑制剂 非专一性不可逆抑制剂非专一性不可逆抑制剂不可逆抑制剂不可逆抑制剂 专一性不可逆抑制剂专一性不可逆抑制剂 抑制剂与酶的必需基团以共价键结合，引起抑制剂与酶的必需基团以共价键结合，引起酶活力丧失，不

29、能用透析、超滤等物理方法酶活力丧失，不能用透析、超滤等物理方法除去抑制剂而使酶复活。除去抑制剂而使酶复活。 （一）不可逆抑制（一）不可逆抑制1、非专一性不可逆抑制剂、非专一性不可逆抑制剂 抑制剂作用于酶分子中的一类或几类基团，这些抑制剂作用于酶分子中的一类或几类基团，这些基团中包含了必需基团，因而引起酶失活。基团中包含了必需基团，因而引起酶失活。类型类型：2、专一性不可逆抑制剂、专一性不可逆抑制剂 这类抑制剂选择性很强，它只能专一性这类抑制剂选择性很强，它只能专一性地与酶活性中心的某些基团不可逆结合，地与酶活性中心的某些基团不可逆结合，引起酶的活性丧失。引起酶的活性丧失。 （二）（二） 可逆抑

30、制可逆抑制 抑制剂与酶蛋白以非共价方式结合，引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。抑制剂可以通过起酶活性暂时性丧失。抑制剂可以通过透析等方法透析等方法被除去，并且能部分或全部被除去，并且能部分或全部恢复酶的活性。根椐抑制剂与酶结合的恢复酶的活性。根椐抑制剂与酶结合的情况，又可以分为三类情况，又可以分为三类1 1 竟争性抑制竟争性抑制 某些抑制剂的化学结构与底物相似，因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在反应中

31、心之外，其结果是酶促反应被抑制了。抑制了。+IEIESP+ EE+S竞争性抑制作用竞争性抑制作用 实例：磺胺药物的药用机理实例：磺胺药物的药用机理H2N- -SO2NH2对氨基苯磺酰胺对氨基苯磺酰胺H2N- -COOH对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸谷氨酸谷氨酸蝶呤蝶呤叶酸叶酸竞争性抑制作用特点竞争性抑制作用特点：1）竞争性抑制剂的结构与底物结构十分相似，二者竞争酶的结合部位。3）Vmax不变，Km增大SvV/2km2）抑制程度取决于I和S的浓度以及与酶结合的亲和力大小。km无 I有 I4）可以通过增大底可以通过增大底物浓度，即提高底物浓度，即提高底物的竞争能力来消物的竞争能力

32、来消除。除。2 2 非竟争性抑制非竟争性抑制 酶可同时与底物及抑制剂结合，引起酶分子酶可同时与底物及抑制剂结合，引起酶分子构象变化，并导至酶活性下降。抑制剂与活构象变化，并导至酶活性下降。抑制剂与活性中心以外的基团结合，不与底物竞争美的性中心以外的基团结合，不与底物竞争美的活性中心，所以称为非竞争性抑制剂。活性中心，所以称为非竞争性抑制剂。 如某些金属离子（如某些金属离子（CuCu2+2+、AgAg+ +、HgHg2+2+）以及）以及EDTAEDTA等，通常能与酶分子的调控部位中的等，通常能与酶分子的调控部位中的- -SHSH基团作用，改变酶的空间构象，引起非竞基团作用，改变酶的空间构象，引起

33、非竞争性抑制。争性抑制。非竞争性抑制作用非竞争性抑制作用+IEI+SESIESP+ EE+S+I实例：重金属离子（实例：重金属离子（Cu2+、Hg2+、Ag+、Pb2+） 金属络合剂（金属络合剂（EDTA、F-、CN-、N3-）u非竞争性抑制特点非竞争性抑制特点：l1）、抑制剂与底物结构不相似，抑制剂与酶活性中心）、抑制剂与底物结构不相似，抑制剂与酶活性中心以外的基团结合。以外的基团结合。l2）、）、Vm下降，下降，Km不变不变l3）、非竟争性抑制不能通过增大底物浓度的方法来消）、非竟争性抑制不能通过增大底物浓度的方法来消除除。l非竞争性抑制可用下式表示：非竞争性抑制作用非竞争性抑制作用：底物

34、和抑制剂同时与酶结合，但形成的EIS不能进一步转变为产物。S + EESE + P + IEI + IEIS+SE+Pv = V1+I/ki Skm + SSv无 IV/2km有 I()3、反竞争性抑制作用、反竞争性抑制作用酶只有在与底物结合后，才能与抑制剂结合，引起酶活性下降。ESIESP+ EE+S+I反竞争性抑制特点：反竞争性抑制特点：1 1）抑制剂与酶和底物的复合物结合。）抑制剂与酶和底物的复合物结合。2 2）VmaxVmax，KmKm都变小，但都变小，但Vmax/KmVmax/Km比值不变。比值不变。 3 3）底物浓度增加，抑制作用加强）底物浓度增加，抑制作用加强。u反竞争性抑制：u

35、例如氰化物对芳香硫酸酯酶的抑制作用 有无抑制剂存在时酶促反应的动力学方程有无抑制剂存在时酶促反应的动力学方程 酶的应用1、通过酶活力变化进行疾病诊断、通过酶活力变化进行疾病诊断酶疾病与酶活力变化淀粉酶胰脏疾病，肾脏疾病时升高；肝病时下降胆碱酯酶肝病、肝硬化、有机磷中毒、风湿等，活力下降酸性磷酸酶前列腺癌、肝炎、红血球病变时，活力升高碱性磷酸酶佝偻病、软骨化病、骨瘤、甲状旁腺机能亢进时，活力升高；软骨发育不全等，活力下降谷丙转氨酶/谷草转氨酶肝病、心肌梗塞等，活力升高-谷氨酰转肽酶（-GT）原发性和继发性肝癌，活力增高至200单位以上，阻塞性黄疸、肝硬化、胆道癌等，血清中酶活力升高醛縮酶急性传染

36、性肝炎、心肌梗塞，血清中酶活力显著升高胃蛋白酶胃癌，活力升高；十二指肠溃疡，活力下降磷酸葡糖变位酶肝炎、癌症，活力升高乳酸脱氢酶肝癌、急性肝炎、心肌梗塞，活力显著升高；肝硬化，活力正常端粒酶癌细胞中含有端粒酶，正常体细胞内没有端粒酶活性山梨醇脱氢酶（SDH）急性肝炎，活力显著提高脂肪酶急性胰腺炎，活力明显增高，胰腺癌、胆管炎患者，活力升高肌酸磷酸激酶（CK）心肌梗塞，活力显著升高；肌炎、肌肉创伤，活力升高羟基丁酸脱氢酶心肌梗塞、心肌炎，活力增高磷酸己糖异构酶急性肝炎，活力极度升高；心肌梗塞、急性肾炎，脑溢血，活力明显升高鸟氨酸氨基甲酰转移酶急性肝炎，活力急速增高；肝癌，活力明显升高乳酸脱氢酶同工酶心肌梗塞、恶性贫血，LDH1增高；白血病、肌肉萎缩，LDH2增高；白血病、淋巴肉瘤、肺癌，LDH3增高；转移性肝癌、结肠癌，LDH4增高；肝炎、原发性肝癌、脂肪肝、心肌梗塞、