生物化学PPTchapterenzymedynamic.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,生物化学PPTchapterenzymedynamic,优选生物化学PPTchapterenzymedynamic,激活剂,底物浓度,酶浓度,温度,pH,抑制剂,1,化学动力学基础,2,底物浓度对酶反应速率的影响,3,酶的抑制作用,4,温度对酶反应的影响,5 pH,对酶反应的影响,6,激活剂对酶反应的影响,酶促反应动力学,Kinetics of enzyme-catalyzed reactions,1,化学动力学基础,酶促反应动力学中所指的速率是反应的初速率，因为此时反应速度与酶的浓度呈正比关系，这样避免了反应产物以及其他因素的影响。,酶促反应的速率（），一般是以单位时间内底物被分解的量来表示（,mol/min,、,mg/min,等）。,通过测定单位时间内底物的消耗量或产物的生成量可以得到酶促反应速率。,酶促反应的速率,P,t,斜率,=P/t=v,酶浓度,2,底物浓度对酶反应速率的影响,中间络合物学说,酶促反应动力学方程式,底物浓度,1913,年，,Michaelis,和,Menten,根据中间产物学说，推导出了反应速度和底物浓度关系的数学方程式，即米氏方程。,酶促反应动力学方程式,当反应达到稳态时：,V,：某一底物浓度时的反应速度,Vmax,：最大反应速度,S,：底物浓度,Km,：,米氏常数（,Michaelis constant,）,如强酸、强碱等，它们不属于抑制剂。,甲苯磺酰苯丙氨酰氯甲酮（TPCK）对胰凝乳蛋白酶的抑制,On binding to the transpeptidase,the serine residue at the active site attacks the carbonyl carbon atom of the lactam ring to form the penicilloyl-serine derivative（衍生物）,Km可表征酶对底物的亲和力。,Kcat型不可逆抑制剂：又叫自杀性底物(suicide substrate),also called Trojan horse substrates,Kcat型不可逆抑制剂,如二异丙基氟磷酸(DIPF)能够与胰凝乳蛋白酶活力中心的丝氨酸残基反应，形成稳固的共价键，因而抑制酶的活性。,酶的抑制作用的研究在新医药、新农药设计、了解酶的活性中心、酶的作用机理以及确定代谢途径等都有重要意义。,抑制剂与酶活性部位某基团形成的非共价络合物与抑制剂和非活性部位同类基团形成的非共价络合物之间的解离常数不同,Vmax：最大反应速度,氰化物、硫化物和CO：与酶中的金属离子形成稳定络合物,甲苯磺酰苯丙氨酰氯甲酮（TPCK）对胰凝乳蛋白酶的抑制,酶的抑制作用的研究在新医药、新农药设计、了解酶的活性中心、酶的作用机理以及确定代谢途径等都有重要意义。,常见的竞争性抑制剂 如对氨基苯磺酰胺(磺胺药),带有一个活泼的化学基团，能与酶分子中的必需基团反应进行化学修饰,penicillin blocks the last step in cell-wall synthesis-the cross-linking of different peptidoglycan（肽聚糖）strands.,如强酸、强碱等，它们不属于抑制剂。,Penicillin,the first antibiotic discovered,consists of a thiazolidine（噻唑烷）ring fused to a lactam（内酰胺）ring,to which a variable R group is attached by a peptide bond,重金属盐：高浓度变性，低浓度抑制酶活性,This cross-linking reaction is catalyzed by glycopeptide transpeptidase（糖肽转肽酶）.,Kcat型不可逆抑制剂：又叫自杀性底物(suicide substrate),生物化学PPTchapterenzymedynamic,单胺氧化酶与其抑制剂 1-二甲基胺-2-丙炔,On binding to the transpeptidase,the serine residue at the active site attacks the carbonyl carbon atom of the lactam ring to form the penicilloyl-serine derivative（衍生物）,6 激活剂对酶反应的影响,重金属盐：高浓度变性，低浓度抑制酶活性,单胺氧化酶与其抑制剂 1-二甲基胺-2-丙炔,常见的竞争性抑制剂 如对氨基苯磺酰胺(磺胺药),有机汞、有机砷化合物：与巯基反应,当,V=1/2 V,MAX,Km=S Km,单位为浓度单位。,米氏常数是酶的特征物理常数。一个酶在一定条件下，对某一底物的,Km,为一定值，故通过测定,Km,的数值，可鉴别酶。,如果一个酶可催化几个底物，对每个底物用一个,Km,。,Km,越小，酶对底物的亲和力越大，反之已然。,Km,可表征酶对底物的亲和力。,3,酶的抑制作用,抑制剂,抑制作用的类型,可逆抑制作用动力学,竞争性抑制,非竞争性抑制,反竞争性抑制,酶的抑制作用的研究在新医药、新农药设计、了解酶的活性中心、酶的作用机理以及确定代谢途径等都有重要意义。,凡能使酶的活性下降而不引起酶蛋白变性的物质称做酶的抑制剂（,inhibitor,，,I,）。很多药物、毒物、抗代谢物等都是酶的抑制剂。,使酶蛋白变性失活（酶的钝化）的因素称变性剂。如强酸、强碱等，它们不属于抑制剂。,抑制剂,非专一性抑制剂,有机磷化合物：如,DIFP,，与羟基反应,有机汞、有机砷化合物：与巯基反应,重金属盐：高浓度变性，低浓度抑制酶活性,烷化试剂：含有活泼卤素原子，可与巯基、氨基、羧基、咪唑基等反应,氰化物、硫化物和,CO,：与酶中的金属离子形成稳定络合物,See your book on page374-375,专一性不可逆抑制剂,Ks,型不可逆抑制剂：又叫亲和标记试剂,(affinity labeling reagent),Kcat,型不可逆抑制剂：又叫自杀性底物,(suicide substrate),过渡态类似物,(Transition-State Analogs),Ks,型不可逆抑制剂,具有底物类似的结构,可与相应的酶结合,带有一个活泼的化学基团，能与酶分子中的必需基团反应进行化学修饰,专一性较差,抑制剂与酶活性部位某基团形成的非共价络合物与抑制剂和非活性部位同类基团形成的非共价络合物之间的解离常数不同,甲苯磺酰苯丙氨酰氯甲酮（,TPCK,）对胰凝乳蛋白酶的抑制,Kcat,型不可逆抑制剂,这种抑制剂是根据酶的催化过程来设计的，它们与底物类似，既能与酶结合，也能被催化发生反应，在其分子中具有潜伏反应基团（,latent reactive group,），该基团会被酶催化而活化，并立即与酶活性中心某基团进行不可逆结合，使酶受抑制。此种抑制专一性强，又是经酶催化后引起，被称为自杀性底物。,also called Trojan horse substrates,单胺氧化酶与其抑制剂,1-,二甲基胺,-2-,丙炔,N,N-Dimethylproparglyamine,PenicillinA Suicide Substrate,Penicillin,the first antibiotic discovered,consists of a thiazolidine,（,噻唑烷,）,ring fused to a lactam,（,内酰胺,）,ring,to which a variable R group is attached by a peptide bond,penicillin blocks the last step in cell-wall synthesis-the cross-linking of different peptidoglycan,（,肽聚糖,）,strands.,This cross-linking reaction is catalyzed by glycopeptide transpeptidase,（糖肽转肽酶）,.,On binding to the transpeptidase,the serine residue at the active site attacks the carbonyl carbon atom of the lactam ring to form the penicilloyl-serine derivative,（衍生物）,过渡态类似物,过渡态是底物和酶结合成中间复合物后被活化的过渡形式，由于能障小，和酶结合就紧密得多。,因此过渡态类似物与酶的亲和力就会远远大于底物，引起酶的强烈抑制,pro消旋酶,抑制剂与酶分子上的某些必须基团反应，引起酶活力下降甚至丧失，使酶反应速度降低。,根据抑制剂与酶的作用方式及抑制作用是否可逆，将抑制作用分为不可逆抑制作用和可逆抑制作用。,抑制作用的类型,如二异丙基氟磷酸,(DIPF),能够与胰凝乳蛋白酶活力中心的丝氨酸残基反应，形成稳固的共价键，因而抑制酶的活性。,不可逆抑制作用,可逆抑制作用,(1),竞争性抑制作用,有些抑制剂和底物结构极为相似，可和底物竞相与酶结合，当抑制剂与酶结合后，就妨碍了底物与酶的结合，减少了酶的作用机会，因而降低了酶的活力。这种抑制作用叫竞争性抑制作用。,常见的竞争性抑制剂 如对氨基苯磺酰胺,(,磺胺药,),Vmax,不变，,Km,增大。,非竞争性抑制作用,Km,不变,Vmax,变小,反竞争抑制作用,带有一个活泼的化学基团，能与酶分子中的必需基团反应进行化学修饰,On binding to the transpeptidase,the serine residue at the active site attacks the carbonyl carbon atom of the lactam ring to form the penicilloyl-serine derivative（衍生物）,Vmax 不变，Km增大。,酶促反应动力学方程式,Km可表征酶对底物的亲和力。,酶的抑制作用的研究在新医药、新农药设计、了解酶的活性中心、酶的作用机理以及确定代谢途径等都有重要意义。,带有一个活泼的化学基团，能与酶分子中的必需基团反应进行化学修饰,如二异丙基氟磷酸(DIPF)能够与胰凝乳蛋白酶活力中心的丝氨酸残基反应，形成稳固的共价键，因而抑制酶的活性。,Km可表征酶对底物的亲和力。,5 pH 对酶反应的影响,5 pH 对酶反应的影响,常见的竞争性抑制剂 如对氨基苯磺酰胺(磺胺药),使酶蛋白变性失活（酶的钝化）的因素称变性剂。,2 底物浓度对酶反应速率的影响,如果一个酶可催化几个底物，对每个底物用一个Km。,Km Vmax,