酶的抑制及其动力学2次

❖ 酪氨酸酶的底物结合部位，由于铜原子与氧的结合部位关 系密切，故凡能与铜原子形成复合物的化学试剂均有可能 是酶的有效抑制剂。苯甲酸、叠氮化物、氰化物、苯硫脲 和半胱氨酸等对O2与酶结合有竞争作用；非酚类芳香族 化合物对底物与酶结合有竞争作用。近些年来，人们从植 物中分离出多种酪氨酸酶抑制剂用于化妆品工业，如熊果 苷、曲酸、根皮素等。
❖ 酪氨酸酶是皮肤黑素生物合成的关键酶，它不仅决定黑素 合成的速率,还是黑素细胞分化成熟的特征性标志，因此 它给人体皮肤美白带来困难。酪氨酸酶的活性与黑素合成 量相关，控制其活力即可控制黑素生成量。因此，研究酪 氨酸酶的抑制，对防止水果、蔬菜的褐变，化妆品中的皮 肤增白，以及因酪氨酸酶催化产生黑色素引起的疾病（黄 褐斑、黑色素瘤等色素沉着性皮肤病等），具有非常重要 的治疗意义。
一、实验基本原理
酪氨酸酶(Tyraseosinase ，Tyrase)又称儿茶酚氧 化酶(Ec.1.14.18.1)属于 多酚氧化酶（漆酶和二酚 氧化酶）中的一种。它广 泛存在于红薯、香蕉、苹 果、蘑菇、马铃薯及人体 等动植物中，也存在于微 生物，特别是霉菌之中。
在动植物体内，酪氨酸酶 对酪氨酸和其它酚类化合 物的代谢以及黑色素的合 成起重要的催化作用。酪 氨酸酶可以催化两类不同 的反应：单酚羟基化形成 邻二酚和邻苯二酚氧化成 邻醌，这两类反应都必须 有氧分子的直接参与。
实验仪器和条件
北京普析通用UV-1901 紫 外可见分光光度计
实验条件： 缓冲液：0.1mol/LpH 6.8磷酸盐缓冲液。 底物：25mol/L 邻苯二 酚 化合物溶液的配制： 1-萘酚和二羟基二苯甲酮 用乙醇配成50mol/L。 2-萘酚和六羟基二苯甲酮 用乙醇配成10mol/L。 硫酸亚铁和硫酸铜用蒸馏 水配成50mol/L。

- S-CH3 咪唑基NH
-S (CH3)-R -咪唑基N-R
含有活泼双键试剂:(N-乙基顺丁烯二酸抱亚胺 (NEMI)、丙烯腈等
O N-CH2-CH3 + E
O
NH2 SH
O
NH
N-CH2-CH3
OO
S
N-CH2-CH3
O
亲电试剂:(四硝基甲烷(TNM)
NO2
O2N C NO2 + E--
OH
氧化剂: H2O2, NBS等 NO2
Kcat型抑制剂: 3.4-葵炔酰-N-乙酰半胱胺 CH3-(CH2)5-CC-CH2-CO-S-R
E
CH3-(CH2)5 HC=C=CH-CO-SR
N E
N H
CH3(CH2)5HC=C-CH2 -CO-SR
不可逆共价结合
第三节 可逆抑制作用的动力学:
可逆抑制作用: Reversible Inhibition
Vmapp [ S ] Km [S ]
Vmapp
Vm (1 [ I ])
KI
Vmapp为表观最大速度，减小
Km 为米氏常数 ， 不变。
KI 为抑制常数
双倒数作图法：1 K m (1 [I] ) 1 1 (1 [I] )
v Vm
K I [S ] Vm
KI
1/v (U/min) -1 1/ V m Km
第七章、酶的抑制作用及抑制动力学
失活作用: 通过变性作用引起酶活力下降或丧失 抑制作用: 改变必需基团性质,引起酶活力下降,丧失 第一节抑制作用的类型: 一、分类: (一)不可逆抑制作用: 抑制剂以很牢固的共价键与酶结合，不能用物理方法除
去，抑制后酶活力不能恢复 • 专一性的不可逆抑制剂: • 非专一性的不可逆抑制剂: (二)可逆抑制作用: 抑制剂以非共价键与酶结合阻遏酶的活性，可以用物理

2. 竞争性抑制作用的机理
（1 ）抑制剂与底物在结构上有类似之处 （2 ）可能结合在底物所结合的位点（如 结合基团）上，从而阻断了底物和酶的结 合 （3） 降低酶和底物的亲和力。
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3. 竞争性抑制作用举例
药物（抑制剂） 被抑制的酶
竞争底物
临床应用及机 理
磺胺药 氨基蝶呤
二氢叶酸合成酶（细 菌）
H7N9新药(帕拉米韦) 强效神经氨酸酶抑制剂
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整合酶抑制剂的发现和发展
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4．过渡态的类似物作为竞争性 的抑制剂
所谓过渡态底物是指底物和酶结 合成中间复合体后被活化的过渡形式， 一般用S*表示，由于其能障小，和酶 结合就紧密得多。
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4过渡态的类似物作为竞争性的抑制剂
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（二） 反竞争性抑制
Enzyme Engineering 酶工程
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第二章 酶催化的基础知识
第三节 酶的抑制动力学及应用
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去激活作用：
如EDTA去除二阶金属离子，以 降低酶的活性。
此作用并非是化学物质对酶蛋白 或其辅因子的直接作用。
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食品加工过程中由于多酚氧化 酶的作用，发生酶促褐变，使果蔬 类加工食品货架寿期缩短。多酚氧 化酶是含铜金属蛋白，因而许多金 属螯合剂是其抑制剂。
特点：
⑴ 非竞争性抑制剂的化学结构不一定与底 物的分子结构类似；
⑵ 底物和抑制剂分别独立地与酶的不同部 位相结合；
⑶ 抑制剂对酶与底物的结合无影响，故底 物浓度的改变对抑制程度无影响；
⑷ 动力学参数：Km值不变，Vm值降低。
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非竞争性抑制的动力学
可推导得出如下的曲线

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请老师和同学们批评指正
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二、可逆抑制剂及其动力学
2、可逆抑制动力学
（1）酶的竞争性抑制
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二、可逆抑制剂及其动力学
动力学公式推导：
根据质量作用定律： ([E0]-[ES]-[EI])[S]=Km[ES] ([E0]-[ES]-[EI])[I]=Ki[EI] 解出[ES]并消去[EI]： 由于vi=K[ES],因此： 由于vm=K[E0],因此：
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参考文献
[1]彭志英.食品酶学导论[M].北京：中国轻工业出版社， 2002:155-158. [2]何国庆, 丁立孝. 食品酶学[M].北京: 化学工业出版社, 2006:64-66. [3]李斌,于国苹. 食品酶工程[M].北京: 中国农业大学出版 社, 2010:56-60. [4]彭志英.食品酶学导论[M]. 北京：中国轻工业出版社, 2009:53-56.
金属离子、CO、H2S、HCN、氟化物、有机阳离子 、碘代乙酸、乙二胺四乙酸（EDTA）以及表面活 性剂。
重要的 抑制剂
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一、概述
2、抑制剂的分类
按作用方式
不可逆抑制剂
专一性： 仅仅和活性部位的有关基团反应
可逆抑制剂
竞争性抑制 非竞争性抑制 反竞争性抑制
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非专一性： 可以和一类或几类的基团反应
一、概述
列下式： （1+[I]/Ki） Km= [1+5×10-4/(3×10-4 )] ×4.7×10-5 =1.25×10-4 mol/L V0=2.2 ×10-5 ×2 ×10-4/ (1.25×10-4 + 2 ×10-4) =1.35 ×10-5 mol/(L· min)
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四、例 题