五、抑制劑對反應(yīng)速度的影響
凡能使酶的活性下降而不引起酶蛋白變性的物質(zhì)稱做酶的抑制劑(inhibitor)。使酶變性失活(稱為酶的鈍化)的因素如強酸、強堿等,不屬于抑制劑。通常抑制作用分為可逆性抑制和不可逆性抑制兩類。
(一)不可逆性抑制作用(irreversible inhibition)
不可逆性抑制作用的抑制劑,通常以共價鍵方式與酶的必需基團進行不可逆結(jié)合而使酶喪失活性,按其作用特點,又有專一性及非專一性之分。醫(yī).學(xué).全.在.線網(wǎng)站bhskgw.cn
1.非專一性不可逆抑制
抑制劑與酶分子中一類或幾類基團作用,不論是必需基團與否,皆可共價結(jié)合,由于其中必需基團也被抑制劑結(jié)合,從而導(dǎo)致酶的失活。某些重金屬(Pb++、Cu++、Hg++)及對氯汞苯甲酸等,能與酶分子的巰基進行不可逆適合,許多以巰基作為必需基團的酶(通稱巰基酶),會因此而遭受抑制,屬于此種類型。用二巰基丙醇(british antilewisite,BAL)或二巰基丁二酸鈉等含巰基的化合物可使酶復(fù)活。
2.專一性不可逆抑制
此屬抑制劑專一地作用于酶的活性中心或其必需基團,進行共價結(jié)合,從而抑制酶的活性。有機磷殺蟲劑能專一作用于膽堿酯酶活性中心的絲氨酸殘基,使其磷;豢赡嬉种泼傅幕钚浴.(dāng)膽堿酯酶被有機磷殺蟲劑抑制后,膽堿能神經(jīng)末稍分泌的乙酰膽堿不能及時分解,過多的乙酰膽堿會導(dǎo)致膽堿能神經(jīng)過度興奮的癥狀。解磷定等藥物可與有機磷殺蟲劑結(jié)合,使酶和有機磷殺蟲劑分離而復(fù)活。
(二)可逆性抑制(reversible inhibition)
抑制劑與酶以非共價鍵結(jié)合,在用透析等物理方法除去抑制劑后,酶的活性能恢復(fù),即抑制劑與酶的結(jié)合是可逆的。這類抑制劑大致可分為以下二類。
1.競爭性抑制(competitive inhibition)
(1)含義和反應(yīng)式
抑制劑I和底物S對游離酶E的結(jié)合有競爭作用,互相排斥,已結(jié)合底物的ES復(fù)合體,不能再結(jié)合I。同樣已結(jié)合抑制劑的EI復(fù)合體,不能再結(jié)合S。
抑制劑I在化學(xué)結(jié)構(gòu)上與底物S個相似,能與底物S競爭酶E分子活性中心的結(jié)合基團,因此,抑制作用大小取決于抑制劑與底物的濃度比,加大底物濃度,可使抑制作用減弱。
例如,丙二酸、蘋果酸及草酰乙酸皆和琥珀酸的結(jié)構(gòu)相似,是琥珀酸脫氫酶的競爭性抑制劑。
(2)反應(yīng)速度公式及作圖
按米氏公式推導(dǎo)方法,也可演算出競爭性抑制時,抑制劑、底物和反應(yīng)速度之間的動力學(xué)關(guān)系及其雙倒數(shù)方程式為:
以1V分別為橫坐標和縱坐標作圖,此方程式可繪成競爭性抑制作用的特性曲線(圖2-14)。
圖 2-14 競爭性抑制
有競爭性抑制劑存在的曲線與無抑制劑的曲線相交于縱坐標I/Vmax處,但橫坐標的截距,因競爭性抑制存在變小,說明該抑制作用,并不影響酶促反應(yīng)的最大速度,而使Km值變大。