六、抑制剂对反应速度的影响

★酶蛋白变性致酶活力丧失，称失活作用(inactivation)

★在不引起酶蛋白变性的情况下导致酶活力的降低或丧失，称为抑制作用(inhibition)

★引起抑制作用的物质称为抑制剂(inhibitor)

★抑制作用是特异的，往往作用于酶的活性中心或必需基团，一种抑制剂往往只对一种或一类酶起作用

★抑制作用有可逆抑制与不可逆抑制之分

（一） 不可逆抑制作用

★不可逆抑制作用(irreversible inhibition)：抑制剂以共价键与酶的必需基团结合导致的酶活性丧失

    · 不能用超滤、透析等方法去除抑制作用

★不可逆抑制作用有非专一性与专一性之分：

    · 非专一性抑制作用(specific)：抑制剂作用于酶的一类或几类基团，包括必需基团，但对酶往往没有选择性

    · 专一性抑制作用(non-specific)：专一性作用于某种或某类酶的特定活性部位的必需基团

有机磷化合物

★有机磷化合物能够与酶分子活性中心的羟基结合，抑制某些蛋白酶或酯酶的活力

★许多杀虫剂与神经毒剂是有机磷化合物

有机磷化合物的作用方式

★乙酰胆碱酯酶(Acetylcholinesterase)
     ★有机磷化合物的毒性往往是通过对活性中心丝氨酸羟基的破坏

★胆碱酯酶的失活导致乙酰胆碱在神经突触的积蓄，产生神经毒性

有机磷化合物毒性的解除

★不可逆抑制作用可以被某些化学试剂解除

★解磷定(pralidoxime)可解除有机磷的毒性

有机汞、有机砷化合物

★一些含汞或含砷的有机化合物可以与酶的巯基结合

             氯汞苯甲酸                          路易士气

汞与砷的解毒

★含有游离巯基的化合物可一解除砷汞的毒性，如谷胱甘肽和二巯基丙醇

青霉素：天然的专一性不可逆抑制剂

★青霉素可与细菌糖肽转肽酶活性中心的丝氨酸羟基特异性共价结合

★在细菌细胞壁合成的过程中，糖肽转肽酶可使肽聚糖产生交联，酶的失活导致细菌细胞壁合成受阻

（二） 可逆抑制作用

★可逆抑制作用(reversible inhibition)：

★抑制剂与酶非共价结合，引起酶活性降低或丧失

★抑制剂与酶的结合处于平衡态，可以通过透析等方法去除

★可逆抑制作用可分为：

 ·竞争性抑制作用(competitive inhibition)

 ·非竞争性抑制作用(non-competitive inhibition)

 ·反竞争性抑制作用(uncompetitive inhibition)

竞争性抑制

★抑制剂与底物结构相似，与底物竞争结合酶的活性中心

★抑制剂与底物的结合解离处于平衡态

★EI 复合物不能转为为产物，反应速度下降

竞争性抑制的动力学

★在相同的底物浓度下，抑制剂存在时反应速度较无抑制剂时降低

★提高底物浓度可以克服抑制作用

    · Vmax 不变

    · Km 升高

竞争性抑制剂

★丙二酸是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂

★丙二酸与酶的亲和力远高于琥珀酸，当浓度只有琥珀酸的 1/50 时就可抑制 50％ 酶活性

竞争性抑制剂

★磺胺类药物(sulfonamides)是对氨基苯甲酸的类似物，可竞争性抑制细菌的二氢叶酸合成酶

★人类自身不合成叶酸，故磺胺对人无毒性

非竞争性抑制

★抑制剂与酶活性中心以外的基团结合，干扰酶底物转变为产物

★抑制剂与底物间不存在竞争关系，I 可结合 ES，S 也可结合 EI

非竞争性抑制的动力学

★在抑制剂影响下，酶底物复合物分解形成产物的速度下降

★抑制作用取决于抑制剂与酶的结合能力，增加底物浓度无法解除抑制

     Vmax 下降

     Km 不变

非竞争性抑制剂

★乌本苷(ouabain)：来源于箭毒木(poison arrow plant)

★对 Na＋,K＋ATP 酶具有抑制作用

非竞争性抑制剂

★非竞争性抑制现象在机体代谢调节中非常普遍

   ·乙醛对乙醇脱氢酶的抑制：反馈抑制(feedback)

    ·柠檬酸对磷酸果糖激酶 1 的抑制

反竞争性抑制作用

★抑制剂不直接与酶结合，而是倾向与酶底物复合物结合，干扰产物的生成

★EIS 不能分解为 E 和 S，抑制剂对 ES 生成有促进作用，Km降低

★抑制剂干扰产物生成，Vmax 降低

反竞争性抑制剂

★很多药物是特定酶的反竞争性抑制剂

    ·抗骨质疏松药物利塞膦酸钠(risedronate)

    ·抑制焦磷酸法尼酯合成酶