第四节 酶促反应动力学（一） 一、底物浓度对酶反应速度的影响 二、米氏公式的导出 三、米氏方程的讨论 四、米氏常数的求法

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1 第四节 酶促反应动力学（一） 一、底物浓度对酶反应速度的影响 二、米氏公式的导出 三、米氏方程的讨论 四、米氏常数的求法
五、多底物的酶促反应动力学 研究酶促反应的速度以及影响酶促反应速度的各种因素，包括底物浓度、酶浓度、pH、温度、激活剂与抑制剂等。

2 一、底物浓度对酶促反应速度的影响 S + E ↓ P 生 成 物 浓 度 底物浓度 mmole 2 1 3 4 5 6 7 8
(固定酶的浓度在固定时间内反应) 生 成 物 浓 度 80 60 40 20 酶促反应动力学同化学反应动力学一样是研究酶促反应速度以及影响此速度的 各种因素的科学. 一、化学反应的基础 P351 化学热力学 化学动力学 自己看 （一） 中间复合物假说与米式方程 底物浓度 mmole （单底物酶促反应） Juang RH (2004) BCbasics

3 酶与底物先络合成一个中间产物，然后中间产物进一步分解成产物和游离的酶。
酶的底物饱合现象——中间络合物学说 酶与底物先络合成一个中间产物，然后中间产物进一步分解成产物和游离的酶。 酶催化剂 中间产物假说证据： P 356 （1）竞争性抑制实验 （2）底物保护酶不变性 （3）结晶ES复合物的获得。 非酶催化剂 中间产物假说证据

4 Michaelis 与 Menten 提出酶催化动力学
Nelson & Cox (2000) Lehninger Principles of Biochemistry (3e) p.258 Michaelis Menten 1913年

5 二、米氏方程的导出 Ks为底物解离常数（底物常数） 1、根据酶反应的中间复合物学说：
假定E+SES迅速建立平衡，底物浓度远远大于酶浓度下，K3<<K2即K3反应特别慢，可以忽略不计。 Ks为底物解离常数（底物常数）

6 米式方程的导出： 早年的米式方程基于快速平衡假说 ① 在反应的初始阶段，[S]远远大于[E]，因此，[S]可以认为不变。
   米式方程的导出： 早年的米式方程基于快速平衡假说 ①    在反应的初始阶段，[S]远远大于[E]，因此，[S]可以认为不变。 ②   因为研究的是初速度，P的量很小，由P+E ES可以忽略不记。 ③   游离的酶与底物形成ES的速度极快（快速平衡），而ES形成产物的速度极慢，故， [ES] 的动态平衡与ES  P+E没有关系 （既 K1、K2 ＞＞K3 ）

7 K1（[E] - [ES]）[S] = K2[ES]
ES的生成速度：K1（[E] - [ES]）[S] ES的分解速度：K2[ES] K1（[E] - [ES]）[S] = K2[ES] 反应速度： KS现在称为底物常数

8 1925年Briggs和Haldane提出稳态理论
米氏推导酶促反应速度公式时，认为[ES]的积累是快速平衡的结果，而没有考虑ESE+P这一步。而Briggs认为应当考虑这一步，因为并不总是K3<<K2, ESE+P这一步也可能速度很快，这时，E，S和ES将不能处于一个平衡状态。布氏提出稳态理论。 E E E S + + P S ES 的生成量与消失量相等， 故平衡时 [ES] 浓度成一稳定状态。

9 Steady State 时 ES 的浓度恒定 S 浓 度 P ES E 反应时间 Juang RH (2004) BCbasics

10 稳态理论(Steady State theory)的假设

11 稳态理论下米氏方程的推导 E + S ES E + P vo= Vmax [S] Km + [S]
酶必须先与底物结合 E + S ES E + P (vo) k2 k1 k3 Steady State [ES] 浓度恒定 ES 的生成量 等于其消失量 [E0] = [E] + [ES] vo = k3 [ES] Vmax = k3 [E0] k1[E][S] = k2 [ES] + k3 [ES] 所谓“稳态”：ES的形成速度与分解速度相等、ES的浓度保持不变的反应状态 由上式出发可推得 Michaelis-Menten 公式 vo= Vmax [S] Km + [S] [E0] 酶的总量 Juang RH (2004) BCbasics

12 稳态理论下米氏方程的推导 E + S ES E + P (vo) k2 k1 k3 S

13 稳态理论下米氏方程的推导 [E0] = [E] + [ES] vo = k3 [ES] Vmax = k3 [E0] [E0] 酶的总量

14 三、米氏方程的讨论 米氏方程的意义 当[S]<<Km时 当[S]>>Km时 当[S]=Km时
当Km及Vmax已知时，根据米氏方程可确定酶反应速度与底物浓度的关系。 米氏方程定量的表达了反应初速度与底物浓度之间的关系与实验结果相符合。

15 三、米氏方程的讨论 2、米式方程中各参数的意义 1) Km的意义 ①物理意义: 当反应速度达到最大反应速度（Vmax)的一半时的底物浓度.
②Km的引伸意义:Km是酶学研究中的重要研究数据,表示了酶的一个基本性质. Km值是酶的特征常数之一,与酶的性质有关,而与酶的浓度无关,不同的酶,其Km值不同. 对于专一性不强的酶来说对于每一个底物都有一个相应的Km值. Km的物理意义是：当反应速度达到最大反应速度一半时底物的浓度。 单位：mol·L-1或mmol·L-1 Km是酶的特征常数之一。一般只与酶的性质、底物种类及反应条件有关，与酶的浓度无关。

16 三、米氏方程的讨论 Km与天然底物 Km最小的底物称该酶的最适底物或天然底物。因为：
Km愈小（达到Vmax一半所需的底物浓度愈小）表示V对△[S] 越灵敏。 V [S] 1/2Vmax Km

17 当ES  P+E极慢（K3/K1极小）时，稳态平衡基本等于快速平衡
三、米氏方程的讨论 快速平衡假说与稳态平衡假说的实质区别 当K1、K2>>K3时，即ES P+E是整个反应平衡中极慢的一步 “ 稳态平衡 = 快速平衡 + 慢速平衡 ” ： 当ES  P+E极慢（K3/K1极小）时，稳态平衡基本等于快速平衡

18 三、米氏方程的讨论 Km、Ks与底物亲和力
Km是ES分解速度（K2+K3）与形成速度（K1）的比值，它包含ES解离趋势（K2／K1）和产物形成趋势（K3／K1）。 Ks是底物常数，只反映ES解离趋势（底物亲和力），1/Ks可以准确表示酶与底物的亲和力大小。 只有当K1 、 K2>>K3时，Km≈Ks，因此，1/Km只能近似地表示底物亲和力的大小。 底物亲和力大不一定反应速度大（反应速度更多地与产物形成趋势K3／K1有关）

19 三、米氏方程的讨论 2) Km值的用途——根据Km推测代谢的方向及程度
酶工程与代谢工程中改造酶的Km调控代谢途径（强化则降低Km，弱化则提升Km ）

20 三、米氏方程的讨论 3)米式方程的用途 （1）根据[S]求V （2）根据V（或相对速度a）求[S]
[S]0.9=9Km 同理有：[S]0.8=4Km [S]0.7=2.33Km [S]0.6=1.5Km [S]0.5=1Km [S]0.1=1/9Km [S]0.9 /[S]0.1=81 [S]0.7/[S]0.1=21

21 当v=Vmax时，表明酶的活性部位已全部被底物占据 。
三、米氏方程的讨论 3)米式方程的用途 （3）根据相对速度推测酶活性中心饱和度 当v=Vmax时，表明酶的活性部位已全部被底物占据 。 当v=1/2 Vmax时，表示活性部位有一半被占据。 设定达到最大反应速度的0.9倍时，所需底物浓度为[S]0.9 [S]0.9=9Km 同理有： [S]0.8=4Km [S]0.7=2.33Km [S]0.6=1.5Km [S]0.5=1Km [S]0.1=1/9Km [S]0.9/[S]0.1=81 [S]0.7/[S]0.1=21

22 三、米氏方程的讨论 4)、Vmax与K3（ Kcat）的意义 Vmax不是一个常数，它取决于酶的浓度，它是一个酶反应体系的速度的极限值。
Vmax=K3 [E0] K3代表酶被底物饱和时每秒钟每个酶分子转换底物的分子数，称为转换数（或催化常数，Kcat）， 表明酶的最大催化效率 转换数的倒数即为催化周期：一个酶分子每催化一个底物分子所需的时间。 乳糖脱氢酶转换数为1000/秒，则它的催化周期为10-3秒

23 三、米氏方程的讨论 5)、Kcat/Km 表示酶的实际催化效率
在生理条件下，大多数酶并不被底物所饱和，在体内[S]/Km的比值通常介于0.01到1之间 [S]<<Km时： Kcat/Km的上限是K1，既生成ES复合物的速度(酶促反应的速度不会超过ES的形成速度K1，在水相中不会超过108~109）

24 只有Kcat/Km可以客观地比较不同的酶或同一种酶催化不同底物的催化效率

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26 四、米氏常数的求法 1、 Lineweaver-Burk  双倒数作图法

27 四、米氏常数的求法 选底物浓度应考虑能否得到1/[S]的常数增量
1/[S]为0.1、0.111、0.125、0.5、1.0，是非常数增量，点多集中在1/v轴附近。 该作图的缺点是：实验点过分集中在直线的左下方，而低浓度S的实验点又因倒数后误差较大，往往偏离直线较远。从而影响Km和Vmax的准确测定。

28 四、米氏常数的求法 2、Eadie-Hofstee V—V/[S]作图法 3、Hanes-Woolf 作图法 4、Eisenthal 作图法 5、Hill 作图法 -LogKm Log[S] （寡聚酶）

29 五、多底物的酶促反应动力学 （一）双底物酶促反应动力学机理 序列反应或单一置换反应:
有序反应 Ordered reaction (ordered Bi Bi) 随机反应Random reactions (random Bi Bi) 乒乓反应或双置换反应 ★sequential reactions（single-displacement reactions): ▲ Ordered reaction (ordered Bi Bi) ▲Random reactions (random Bi Bi) ★ Ping pong reactions （double-displacement reactions)

30 五、多底物的酶促反应动力学 E → AE → AEB → QEP → QE → E A B P Q 1、有序反应机理
只有先导底物A (Leading substrate )首先与酶结合，然后B才能与酶结合，形成的三元复合物EAB（ternary complex)转变为EPQ，B 的产物P先释放，A的产物Q后释放。 ●在缺少A时，B不能与E结合 E → AE → AEB → QEP → QE → E A B P Q 反应的总方向决定于A、Q的浓度和反应的平衡常数 NAD 与NADH相互竞争E上的NAD结合部位

31 五、多底物的酶促反应动力学 2、随机反应机理 底物A、B与酶结合的顺序是随机的，形成的三元复合物AEB → QEP，产物P、Q的释放顺序也是随机的。 限速步骤是AEB → QEP A与Q相互竞争E上的底物结合部位A，B 与P相互竞争E上的底物结合部位B 反应的总方向决定于A、B、Q、P的浓度和反应的平衡常数

32 五、多底物的酶促反应动力学 3、乒乓反应机理 整个反应历程中只有二元复合物形式，没有三元复合物形式
谷氨酸与天冬氨酸竞争性结合E-磷酸吡哆醛，-酮戊二酸与草酰乙酸竞争性结合E’-磷酸吡哆胺 整个反应历程中只有二元复合物形式，没有三元复合物形式

33 谷氨酸：草酰乙酸氨基转移酶符合双置换、双底物机制的酶

34 五、多底物的酶促反应动力学 （二）双底物反应的动力学方程 1、乒乓机制的动力学方程 KmA ：[B]达到饱和浓度时A的米氏常数
P 367 图9-15 乒乓机制的动力学曲线 ★乒乓机制的动力学曲线是两组平行直线 ★表观米氏常数KmA’（KmB’）随[B]（ [A]）浓度的增大而增大 ★表观最大反应速度Vmax’ 随[B]（[A]）的增大而增大 KmA ：[B]达到饱和浓度时A的米氏常数 KmA’ ：A的表观米氏常数 Vmax ：[A][B]都达到饱和浓度时的最大反应速度

35 五、多底物的酶促反应动力学 2、序列机制的底物动力学方程 序列机制的动力学曲线是两组相交直线（交于X轴负侧）
★交点在X轴：表观KmA’（KmB’）不随[[B]（[A]）浓度变化而变化（ KmA’= KmA 、 KmB’= KmB） ★交点在X轴上：表观KmA’（KmB’）随[[B]（[A]）浓度的增加而减小 ★交点在X轴下：表观KmA’（KmB’）随[[B]（[A]）浓度的增加而增大 ★表观最大反应速度Vmax’ 随[B]（[A]）的增大而增大

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37 第四节 酶促反应动力学（二） 六、pH值对酶反应速度的影响 七、温度对酶促反应速度的影响 八、酶浓度对反应速度的影响
九、激活剂对酶活性的影响 十、抑制剂对酶活性的影响

38 六、pH对酶促反应速度的影响 2. 最适pH (optimum pH)
大多数酶的活性受 pH 影响显著，在某一 pH 下表现最大活力，高于或低于此pH，酶活力显著下降。酶表现最大活力的pH称为酶的最适pH 。典型的酶速度-pH曲线是较窄的钟罩型曲线。

39 六、pH对酶促反应速度的影响 2. pH影响酶活力的因素 3.pH对酶稳定性的影响 ①影响酶蛋白构象，过酸或过碱会使酶变性。
②影响酶和底物分子解离状态，尤其是酶活性中心的解离状态，最终影响ES形成。 ③影响酶和底物分子中另外一些基团解离，这些基团的离子化状态影响酶的专一性及活性中心构象。 3.pH对酶稳定性的影响 酶的提纯及测活时要选择酶的稳定pH，通常在某一pH缓冲液中进行。一般最适pH总是在该酶的稳定pH范围内，故酶在最适pH附近最为稳定。

40 六、pH对酶促反应速度的影响 4.酶活力——pH曲线的类型 最适pH与底物种类、浓度及缓冲液成分有关。

41 七、温度对酶促反应速度的影响 1．最适温度及影响因素 温度对酶促反应速度的影响有两个方面： ①提高温度，加快反应速度。
温度系数Q10：温度升高10℃，反应速度与原来的反应速度之比，大多数酶的Q10一般为1~2。 ②提高温度，酶变性失活。 在一定范围内，反应速度达到最大时对应的温度称为该酶促反应的最适温度（optimum temperature Tm）. 最适温度不是酶的特征常数，它与底物种类、作用时间、pH、离子强度 等因素有关。 温血动物的酶，最适温度35℃—40℃，植物酶最适温度40℃—50℃，细菌Taq DNA聚合酶70℃。 一般动物组织中的酶其最适温度为35～40℃，植物与微生物中为30～60℃，少数酶可达60℃以上，如细菌淀粉水解酶的最适温度90℃以上。

42 最适温度不是酶的特征常数，因为一种酶的最适温度不是一成不变的，它要受到酶的纯度、底物、激活剂、抑制剂、酶反应时间等因素的影响。因此，酶的最适温度与其它反应条件有关。
2、酶的稳定性温度 在某一时间范围内，酶活性不降低的最高温度称该酶的稳定性温度。  酶浓度高、不纯、有底物、抑制剂和保护剂会使稳定性温度增高。 酶的保存： ①液体酶制剂可以利用上述5种因素中的几种，低温短暂保存。 ②冻干粉可在在低温冰箱中较长期保存。

43 八、酶浓度对酶促反应速度的影响 v = = = 在一定温度和pH下，酶促反应在底物浓度大大超过酶浓度时，速度与酶的浓度呈正比。
酶浓度对速度的影响机理：酶浓度增加，[ES]也增加，故反应速度增加。

44 激活剂（activator):凡是能提高酶活性的物质。
九、激活剂对酶活性的影响 激活剂（activator):凡是能提高酶活性的物质。 1、   无机离子的激活作用 （1）金属离子：K+ 、Na+、Mg2+ 、Zn2+、Fe 2+ 、Ca2+ （2）阴离子：Cl-、Br -、PO43- （3）氢离子 不同的离子激活不同的酶。 不同离子之间有拮抗作用和可替代作用，如Na+与K+、Mg2+与Ca2+之间常常拮抗，但Mg2+与Zn2+常可替代。 激活剂的浓度要适中，过高往往有抑制作用，1~50mM 无机离子或简单有机化合物对酶的激活。 无机离子或蛋白酶对酶原的激活。

45 九、激活剂对酶促反应速度的影响 3、蛋白酶对酶原的激活 2、简单有机分子的激活作用
①还原剂（如Cys、还原型谷胱甘肽）能激活某些活性中心含有—SH的酶。 ②金属螯合剂（EDTA）能去除酶中重金属离子，解除抑制作用。 3、蛋白酶对酶原的激活 酶原可被一些蛋白酶选择性水解肽键而被激活，这些蛋白酶也可看成为激活剂。

46 十、抑制剂对酶活性的影响 抑制作用(inhibition): 酶的必需基团化学性质的改变，但酶未变性，而引起酶活力的降低或丧失。
变性作用(denaturation): 由于酶分子的次级键(酶分子结构）受到破坏而使酶活性下降或失活的现象. 抑制剂: 不引起酶蛋白变性但能与酶分子的必需基团发生化学反应,从而引起酶活力的下降甚至丧失,能引起这种酶活力下降或丧失的物质叫抑制剂. 变性剂: 不专一作用于某一类化学基团,而只是破坏蛋白分子中次级键的化学物质.叫变性剂. 失活: 是指酶活力的丧失.变性剂和抑制剂均可使酶失活. 变性作用(denaturation)： 抑制作用(inhibiton)：使酶活力下降或丧失但并不引起酶蛋白变性 变性剂没有选择性 抑制剂有不同程度的选择性

47 十、抑制剂对酶活性的影响 抑制与变性的结果是酶 失活 抑制作用 变性作用
研究抑制剂对酶的作用有重大的意义： （1）药物作用机理和抑制剂型药物的设计与开发。 （2）了解生物体的代谢途径，进行人为调控或代谢控制发酵 （3）通过抑制剂试验研究酶活性中心的构象及其化学功能基团，不仅可以设计药物，而且也是酶工程和化学修饰酶、酶工业的基础。 抑制作用：酶的结构与功能，催化机制、代谢途径研究的基本手段，药物设计的理论依据

48 十、抑制剂对酶活性的影响 （一）抑制程度的两种表示方法 1、相对活力 相对活力分数 相对活力百分数 2、抑制率 抑制分数 抑制百分数

49 十、抑制剂对酶活性的影响 （二）抑制作用的类型
不可逆的抑制作用:这一类抑制剂通常以比较牢固的共价键与酶蛋白中的基团结合,而使酶分子失活.不能用透析,超滤等物理方法除去抑制剂而恢复酶活性. 可逆抑制剂作用:这类抑制剂与酶蛋白的结合是可逆的,可用透析,超滤等物理方法除去抑制剂而恢复酶活性. 竞争性抑制(competitive inhibition) 非竞争性抑制(noncompetitive inhibition) 反竞争性抑制( uncompetitive inhibition) 2、 可逆的抑制作用 抑制剂与酶蛋白非共价键结合，可以用透折、超滤等物理方法除去抑制剂而使 酶复活。

50 十、抑制剂对酶活性的影响 （1）竞争性抑制 抑制剂具有与底物类似的结构，竞争酶的活性中心，并与酶形成可逆的EI复合物，阻止底物与酶结合。
可以通过增加底物浓度而解除此种抑制。 大多数竞争性抑制剂的结构与底物结构类似，因此能与酶的活性部位结合，与酶形成可逆的EI复合物，但EI不能分解成产物P，酶反应速率下降。其抑制程度取决于底物及抑制剂的相对浓度，这种抑制作用可以通过增加底物浓度而解除。

51 十、抑制剂对酶活性的影响 （2）非竞争性抑制
底物和抑制剂可以同时与酶结合，但是，中间的三元复合物ESI不能进一步分解为产物，因此，酶的活性降低。 抑制剂与酶活性中的以外的基团结合，其结构可能与底物无关。不能通过增加底物的浓度的办法来消除非竞争性抑制作用 某些重金属离子对酶的抑制属于非竞争性抑制：Cu2+、Hg2+、Pb2+

52 十、抑制剂对酶活性的影响 （3）反竞争性抑制 酶只有在与底物结合后，才能与抑制剂结合。E+S→ES+I →ESI≠ P
常见于多底物的酶促反应中

53 Enzyme Inhibition (Mechanism)
Competitive Non-competitive Uncompetitive E Substrate E X Cartoon Guide Compete for active site Inhibitor Different site E + S → ES → E + P + I ↓ EI ← ↑ E + S → ES → E + P I I ↓ ↓ EI + S →EIS ← ↑ E + S → ES → E + P + I ↓ EIS ← ↑ Equation and Description [I] binds to free [E] only, and competes with [S]; increasing [S] overcomes Inhibition by [I]. [I] binds to free [E] or [ES] complex; Increasing [S] can not overcome [I] inhibition. [I] binds to [ES] complex only, increasing [S] favors the inhibition by [I]. Juang RH (2004) BCbasics

54 十、抑制剂对酶活性的影响 （三）可逆抑制作用动力学 1、竞争性抑制： 酶浓度恒等: P 推出三种抑制方程。 由米氏学说:

55 十、抑制剂对酶活性的影响

56 交于y轴 Vmax不变 Km变大，而且随[I]浓度的增大而增大 竞争性抑制作用小结： （1） Vmax不变，Km变大。
（2）抑制程度决定于[I]、[S]、Km和Ki A. 抑制程度与[I]成正比，与[S]成反比 [I]一定，增加[S]，可减少抑制程度。 [S]一定，增加[I]，可增加抑制程度。 B. 在一定[I]和[S]下， Ki越大，抑制作用越小，Km值愈大，抑制程度愈大。 Vmax不变 Km变大，而且随[I]浓度的增大而增大

57 十、抑制剂对酶活性的影响 2、   非竞争性抑制

58 十、抑制剂对酶活性的影响 交于x轴 动力学方程： 抑制程度决定于[I]和Ki ，与底物的Km和[S]无关
Km不变，Vmax降至Vmax/（1+[I]/Ki） 交于x轴 非竞争性抑制小结： （1） Km不变，Vmax降至Vmax/（1+[I]/Ki） （2）抑制程度决定于[I]和Ki ，与底物的Km和[S]无关： 抑制程度与[I]成正比 在一定[I] 下， Ki越大，抑制作用越小

59 十、抑制剂对酶活性的影响 3、反竞争性抑制

60 十、抑制剂对酶活性的影响 动力学方程： Km及Vmax都变小。 抑制程度决定于Km、Ki、[S]、[I] 一组平行直线 反竞争性抑制小结：
在一定的[S]、[I]下，Ki越大，抑制程度越小；Km越大，抑制程度越小。 一组平行直线

61 Enzyme Inhibition (Plots)
Competitive Non-competitive Uncompetitive Vmax Vmax Km [S], mM Vmax [S], mM vo vo Direct Plots Double Reciprocal Vmax’ I Km’ Vmax’ I I Km Km Km’ [S], mM = Km’ Vmax unchanged Km increased Vmax decreased Km unchanged Both Vmax & Km decreased 1/[S] 1/Km 1/vo 1/ Vmax I 1/vo 1/ Vmax 1/[S] 1/Km 1/[S] 1/Km 1/ Vmax 1/vo I Intersect at X axis I Two parallel lines Intersect at Y axis Juang RH (2004) BCbasics

62 十、抑制剂对酶活性的影响 （四）一些重要的抑制剂
1、不可逆抑制剂： (1)非专一性不可逆抑制剂 与酶活性中心及活性中心外某一类或几类必需基团反应 ①有机磷的酰化物 二异丙基磷酰氟（DFP）和许多有机磷农药。 抑制机理：与蛋白酶及酯酶活性中心Ser的—OH形成磷脂键。强烈抑制乙酰胆碱脂酶（神经毒剂）。 解毒剂：PAM（解磷定）可以把酶上的磷酰基团除去。

63 十、抑制剂对酶活性的影响

64 十、抑制剂对酶活性的影响 ② 有机汞、有机砷化合物 抑制机理：使酶的巯基(-SH)烷化 解毒剂：二巯基丙醇（BAL）、Cys、GSH等过量的巯基化合物。 ③ 重金属 Ag+、Cu2+、Hg2+、Pb2+ 、Fe3+能使大多数酶失活，EDTA可解除。 ④ 烷化物 含卤素的烷化物（碘乙酸、碘乙酰胺、卤乙酰苯等）常用于鉴定酶中巯基。 ⑤ 氰化物、硫化物、CO 能与酶中金属离子形成较为稳定的络合物. ⑦ 还原剂 巯基乙醇、二硫苏糖醇等巯基试剂还原酶的二硫 含活泼双键试剂（与—ＳＨ、—ＮＨ２反应） Ｎ—乙基顺丁烯二酰亚胺 ⑧ 亲电试剂 四硝基甲烷，可使Tyr硝基化。

65 十、抑制剂对酶活性的影响 ⑥ 青霉素 不可逆抑制糖肽转肽酶 糖肽转肽酶-Ser-OH

66 十、抑制剂对酶活性的影响 （2）专一性不可逆抑制剂 此类抑制剂仅仅和某一种酶的活性部位的必需基团反应
① Ks型不可逆抑制剂（亲和标记试剂，亲合修饰试剂） 具有与底物相似的结构，同时还带有一个能与酶催化中心的必需基团进行化学反应的活泼基团。 专一性程度取决于抑制剂与酶分子的Ks常数. P 图9-25 胰蛋白酶的底物及其Ks型不可逆抑制剂 胰乳蛋白酶的最佳底物：对-甲苯磺酰-L-苯丙氨酸甲酯 Ks型不可逆抑制剂：对一甲苯磺酰-L-苯丙氨酰氯甲烷（TPCK） -CH2-cl与酶活性部位的一个His-咪唑基距离很近，很易使之烷基化。 Ks型不可逆抑制剂： 对一甲苯磺酰-L-苯丙氨酰氯甲烷（TPCK） -CH2-Cl与糜蛋白酶活性部位的一个His-咪唑基距离很近，很易使之烷基化。

67 十、抑制剂对酶活性的影响 ②、 Kcat型不可逆抑制剂（自杀性底物） 具有与底物相似的结构，不仅能与酶结合，而且潜伏的反应基团能被酶催化而活化，并与酶活性中心进行不可逆结合 。 P376 图 9-26 β -氯代-D-Ala抑制丙氨酸消旋酶的机制 举例1：E.coli.β-羟基癸酰硫酯脱水酶： 催化的反应： P260反应式 Kcat型不可逆抑制剂： （3，4-葵炔酰-N-乙酰半胱胺） 此抑制剂能被酶催化生成连丙二烯结构，连丙二烯易与His咪唑反应，使酶失活。 P261反应式 举例2： 炔类化合物是以FMN、FAD为辅基的单胺氧化酶的Kcat型不可逆抑制剂。 单胺氧化酶能氧化某些血管舒张剂（如组胺），引起高血压。 由于迫降灵是一种单胺氧化酶的自杀性底物，因而能抑制一些血管舒张剂（如组胺）的氧化，降低血压。 β -氯代-D-Ala抑制丙氨酸消旋酶的机制 催化完成后产物与酶分子不可逆结合。

68 十、抑制剂对酶活性的影响 2、 可逆抑制剂（最常见的是竞争性抑制剂） 许多代谢类似物都是竞争性抑制剂，用作抗菌药和抗癌药物
对氨基苯甲酸的结构类似物，竞争性抑制细菌的二氢叶酸合成酶活性。

69 磺胺类药物作用机理 对氨基苯甲酸 (PABA) 细菌的叶酸(folic acid)合成 需要 PABA -COOH H2N- Folic
Domagk (1939) 对氨基苯甲酸 (PABA) 细菌的叶酸(folic acid)合成 需要 PABA -COOH H2N- Folic acid Tetrahydro- folic acid 前驱物 磺胺类药物是PABA的结构类似物。会抑制细菌叶酸合成。 -SONH2 H2N- 对氨基苯磺酰胺 磺胺类药物 (消炎药) Adapted from Bohinski (1987) Modern Concepts in Biochemistry (5e) p.197

70 十、抑制剂对酶活性的影响 抑制剂与药物开发 Kcat型不可逆抑制剂的专一性程度很强，前景广阔 底物类似物型的竞争性抑制剂最易开发
过渡态底物类似物型药物最具价值(高效\特异)