许多化合物能与一定的酶进行可逆或不可逆的结合,而使酶的催化作用受到抑制,这种化合物称为 抑制剂,如药物、抗生素、毒物、抗代谢物等都是酶的抑制剂。一些动物、植物组织和微生物能产生多 种水解酶抑制剂,如加工处理不当,会影响其食用安全性和营养价值 酶的抑制作用可以分为三大类,即竞争性抑制、非竞争性抑制和不可逆的抑制 竞争性抑制作用有些化合物特别是那些在结构上与天然底物相似的化合物可以与酶的活性中 心可逆地结合。所以在反应中抑制剂可与底物竞争同一部位。与酶结合形成酶抑制剂复合物: E+ I 式中I为抑制剂,FI为酶-抑制剂复合物。酶-抑制剂复合物不能再与底物结合生成EIS。因为E的形 成是可逆的,并且底物和抑制剂不断竞争酶分子上的活性中心,这种情况称为竞争性抑制作用。竞争性 抑制作用的典型例子为琥珀酸脱氢酶,当有适当的氢受体(A)时,此酶催化下列反应 琥珀酸(丁二酸)十受体(FAD)—二反丁烯二酸十还原性受体(FADH2) 许多与琥珀酸结构相似的化合物都能与琥珀酸脱氢酶结合,但不脱氢,这些化合物阻塞了酶的活性 中心,因而抑制正常反应的进行。抑制琥珀酸脱氢酶的化合物有乙二酸、丙二酸、戊二酸等,其中最强 的是丙二酸,当抑制剂与底物的浓度比为1:50时酶被抑制50% 2、非竞争性抑制作用有些化合物既能与酶结合,也能与酶底物复合物结合,称为非竞争性抑制 剂,用下列反应表示其过程 E+S÷Es一E+P + EI EIS 非竞争性抑制剂与竞争性抑制剂不同之处在于这种抑制剂能与ES结合,而S也能与EI结合,都形 成ESI。高浓度的底物不能使这种类型的抑制作用完全逆转,因为底物并不能阻止抑制剂与酶相结合。这 是由于抑制剂和酶的结合部位与酶的活性部位不同,EI的形成发生在酶分子不被底物作用的另一个部 位 许多酶能被重金属离子如Ag、Hg2或Pb2等抑制,都是非竞争性抑制的例子。 重金属离子与酶的巯基(一SH)形成硫醇盐: E-SH+As E-S-Ag+H 因为巯基对酶的活性是必需的,故形成硫醇盐后即失去酶的活性。由于硫醇盐形成具有可逆性,这 种抑制作用可用加适当的巯基化合物(如半胱氨酸、谷胱甘肽)的办法去掉重金属而得到解除。 竞争性抑制作用、非竞争性抑制作用及无抑制酶反应的区别列于表5-3。 表5-3各种抑制作用的比较 无抑制剂(正常) Km+sT 竞争性抑制 不变 增加 非竞争性抑制 +(kn+[S] 减小 不变 反竞争性抑制 ST 小 减小 E+S *:酶必须先与底物结合后才能与抑制剂结合 3、不可逆的抑制作用不可逆抑制剂是靠共价键与酶的活性部位相结合而抑制酶的作用。不能用 透析、超滤等物理方法除去抑制剂而恢复酶活性。许多化合物能与一定的酶进行可逆或不可逆的结合，而使酶的催化作用受到抑制，这种化合物称为 抑制剂，如药物、抗生素、毒物、抗代谢物等都是酶的抑制剂。一些动物、植物组织和微生物能产生多 种水解酶抑制剂，如加工处理不当，会影响其食用安全性和营养价值。 酶的抑制作用可以分为三大类，即竞争性抑制、非竞争性抑制和不可逆的抑制。 1、竞争性抑制作用 有些化合物特别是那些在结构上与天然底物相似的化合物可以与酶的活性中 心可逆地结合。所以在反应中抑制剂可与底物竞争同一部位。与酶结合形成酶-抑制剂复合物： E ＋ I EI 式中 I 为抑制剂，EI 为酶-抑制剂复合物。酶-抑制剂复合物不能再与底物结合生成 EIS。因为 EI 的形 成是可逆的，并且底物和抑制剂不断竞争酶分子上的活性中心，这种情况称为竞争性抑制作用。竞争性 抑制作用的典型例子为琥珀酸脱氢酶，当有适当的氢受体（A）时，此酶催化下列反应： 琥珀酸（丁二酸） ＋ 受体（FAD） 反丁烯二酸 ＋ 还原性受体（FADH2） 许多与琥珀酸结构相似的化合物都能与琥珀酸脱氢酶结合，但不脱氢，这些化合物阻塞了酶的活性 中心，因而抑制正常反应的进行。抑制琥珀酸脱氢酶的化合物有乙二酸、丙二酸、戊二酸等，其中最强 的是丙二酸，当抑制剂与底物的浓度比为 1︰50 时酶被抑制 50%。 2、非竞争性抑制作用 有些化合物既能与酶结合，也能与酶-底物复合物结合，称为非竞争性抑制 剂，用下列反应表示其过程： E ES E EI EIS ＋ S ＋ P ＋ ＋ I I S 非竞争性抑制剂与竞争性抑制剂不同之处在于这种抑制剂能与 ES 结合，而 S 也能与 EI 结合，都形 成 ESI。高浓度的底物不能使这种类型的抑制作用完全逆转，因为底物并不能阻止抑制剂与酶相结合。这 是由于抑制剂和酶的结合部位与酶的活性部位不同，EI 的形成发生在酶分子不被底物作用的另一个部 位。 许多酶能被重金属离子如Ag+ 、Hg2+ 或Pb2+ 等抑制，都是非竞争性抑制的例子。 重金属离子与酶的巯基（—SH）形成硫醇盐： E－SH ＋ Ag＋ E－S－Ag ＋ H+ 因为巯基对酶的活性是必需的，故形成硫醇盐后即失去酶的活性。由于硫醇盐形成具有可逆性，这 种抑制作用可用加适当的巯基化合物（如半胱氨酸、谷胱甘肽）的办法去掉重金属而得到解除。 竞争性抑制作用、非竞争性抑制作用及无抑制酶反应的区别列于表 5-3。 表 5-3 各种抑制作用的比较 类 型 公 式 Vmax Km 无抑制剂（正常） V= [ ] max [ ] K S V S m + Vmax Km 竞争性抑制 V= [ ] [ ] 1 max [ ] S K I K V S i m +⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ + 不变 增加 非竞争性抑制 V= ( ) [ ] [ ] 1 max [ ] K S K I V S m i + + ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ + 减小 不变 反竞争性抑制﹡ V= [ ] [ ] 1 max [ ] S K I K V S i m ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ + + 减小 减小 ﹡：酶必须先与底物结合后才能与抑制剂结合： Km Ki I E + S ES ESI 3、不可逆的抑制作用 不可逆抑制剂是靠共价键与酶的活性部位相结合而抑制酶的作用。不能用 透析、超滤等物理方法除去抑制剂而恢复酶活性。 120