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1 理论教学
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2 实践演练

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掌握影响酶促反应速度的因素。
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生物体内进行的酶促反应,同样地也可用化学动力学的理论和方法进行研究,即在测定酶促反应速度的基础上,研究底物浓度、酶浓度、温度、pH值、激活剂和抑制剂等对反应速度的影响。
一、酶促反应速度的测定
酶促反应速度,与普通化学反应一样,既可表示为单位时间内底物浓度的减少,又可表示为单位时间内产物浓度的增加。但在反应开始,由于生成中间产物,二者的大小略有差异。在实际测定中,考虑到通常底物量足够大,其减少量很少,而产物由无到有,变化较明显,测定起来较灵敏,所以多用产物浓度的增加作为反应速度的量度。
二、底物浓度对酶促反应速度的影响
(一)底物浓度与酶促反应速度的关系
确定底物浓度([S])与酶促反应速度(V)间关系,是酶促反应动力学的核心内容。
(二)米氏方程
这就是著名的米氏方程,Km为米氏常数,它是酶的重要参数,是酶的特征性常数。
(三)米氏常数
Km值是反应速度(V)达到最大反应速度(Vmax)一半时的底物浓度(单位为mol/L或mmol/L),这便是米氏常数的物理意义。
(四)米氏方程与Km值的应用
(五)米氏常数与Vmax的求法
最常用的是Lineweaver-Burk的双倒数作图法(double-reciprocal plot 法)。
将米氏方程改写成以下形式:
三、酶浓度对酶促反应速度的影响
当酶促反应体系的温度、pH不变,底物浓度足够大,足以使酶饱和,则反应速度与酶浓度成正比关系。
四、温度对酶促反应速度的影响
五、pH值对酶促反应速度的影响
六、激活剂对酶促反应速度的影响
凡是能提高酶活性的物质,都称激活剂(activator),其中大部分是离子或简单的有机化合物。激活剂按分子大小可分为三类:
(一)无机离子
(二)中等大小的有机分子
(三)具有蛋白质性质的大分子
七、抑制剂对酶促反应速度的影响
抑制剂(inhibitor)是指能使酶的必需基团或酶活性部位中的基团的化学性质改变而降低酶的催化活性,甚至使酶催化活性完全丧失的物质。
根据抑制剂与酶的作用方式可将抑制作用分为可逆的与不可逆的两大类。
(一)不可逆的抑制作用
抑制剂与酶的结合是一不可逆反应。抑制剂与酶分子的活性中心的某些必需基团以比较牢固的共价键相结合,这种结合不能用简单的透析、超滤等物理方法解除抑制剂而恢复酶活性。这种抑制作用称为不可逆抑制作用(irreversible inhibition)。
(二)可逆的抑制作用
抑制剂与酶非共价的可逆结合,可用透析、过滤等物理方法除去抑制剂而恢复酶的活力。这种抑制作用叫做可逆的抑制作用(reversible inhibition)。可逆抑制剂与游离状态的酶之间存在着一个平衡。根据抑制剂与底物的关系,可逆抑制作用分为三种类型。
1. 竞争性抑制作用
竞争性抑制剂分子的结构与底物分子的结构非常近似。竞争性抑制剂能以非共价键在酶分子的活性中心处与酶分子结合。
2. 非竞争性抑制作用
非竞争性抑制剂分子的结构与底物分子的结构通常相差很大。酶可以同时与底物及抑制剂结合,两者没有竞争作用。酶与非竞争抑制剂结合后,酶分子活性中心处的结合基团依然如故的存在,故酶分子还可与底物继续结合。但是结合生成的抑制剂-酶-底物三
元复合物(IES)不能进一步分解为产物,从而降低了酶活性。
3. 反竞争性抑制作用
有些抑制剂只能和ES复合物结合,形成EIS,不能和酶直接结合,但EIS不能转变成产物。
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磺胺类药物的作用机理
细菌不能直接利用其生长环境中的叶酸,而是利用环境中的对氨苯甲酸(PABA)和二氢喋啶、谷氨酸在菌体内的二氢叶酸合成酶催化下合成二氢叶酸。二氢叶酸在二氢叶酸还原酶的作用下形成四氢叶酸,四氢叶酸作为一碳单位转移酶的辅酶,参与核酸前体物(嘌呤、嘧啶)的合成。而核酸是细菌生长繁殖所必须的成分。磺胺药的化学结构与PABA类似,能与PABA竞争二氢叶酸合成酶,影响了二氢叶酸的合成,因而使细菌生长和繁殖受到抑制。
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