按照不可逆抑制作用的选择性不同,又可分为专一性的不可逆抑制和非专一性的不可逆抑制两类。 专一性不可逆抑制仅仅和活性部位的有关基团反应,非专一性的不可逆抑制则可以和一类或几类基团反 应。但这种区别也不是绝对的,因作用条件及对象等不同,某些专一性抑制剂有时会转化,产生非专 性不可逆抑制作用。 有些抑制剂的抑制活性是潜在的,其抑制基团隐藏于分子内部或呈结合态,或在酶的催化过程中形 成。这类抑制剂有着与底物类似的结构,能有效地与酶的活性部位相结合,在酶的催化作用下,抑制剂 分子中的潜在抑制基团被活化,并与酶活性中心的功能基团不可逆地结合,从而导致酶的失活,这类抑 制被称为酶的“自杀性抑制剂” 大豆中已分离出大豆胰蛋白酶、胰淀粉酶和脂酶抑制剂。在蛋清中存在有丰富的蛋白酶抑制剂, 微生物分泌的酶抑制剂种类特别多,如链霉菌是制备蛋白酶抑制剂的极好材料, 第五节酶的作用原理 据现在所知,与酶高催化效率有关的重要因素有以下几个方面: (1)底物与酶的活性中心诱导楔合形成转变态 (2)酶使底物分子中的敏感键“变形”而易于断裂 (3)某些酶与底物形成不稳定的、共价的中间物而对底物进行“共价催化” (4)酶活性中心的某些基团作为质子供体或质子受体而对底物进行“酸碱催化” (5)酶活性中心提供低介电疏水区域 (6)酶活性中心催化基团提供电子跃迁连续能级而降低反应活化能 具体讨论如下 (一)底物和酶诱导楔合形成转变态 当底物未与酶结合时,酶活性中心的催化基团还未能与底物十分靠近,但由于酶活性中心的结构有 一种可适应性,即当专一性底物与活性中心结合时,酶蛋白会发生一定的构象改变,使反应所需要的酶 分子中的催化基团与结合基团正确地排列并定位,以便能与底物楔合,使底物分子可以“靠近”及“定 向”于酶。这使活性中心局部的底物浓度提高。酶构象发生的这种改变是反应速度增高的一种很重要的 原因 (二)酶使底物分子中的敏感键发生“变形”而易于断裂 酶中的某些基团或离子可以使敏感键中的某些基团的电子云密度增高或降低,产生“电子张力” 使敏感键的一端更加敏感,更易于发生反应。有时甚至使底物分子发生变形。这样就使酶-底物复合物易 于形成 (三)共价催化 这种方式是底物与酶形成一个反应活性很高的共价中间物,这个中间物很容易变成转变态,因此反 应的活化能显著降低,底物可以越过较低的“能阀”而形成产物。 (四)酸碱催化 有机模式反应提出,酸碱催化剂是催化有机反应的最普遍和最有效的催化剂。 酶蛋白中含有好几种可以起广义酸碱催化作用的功能基,如氨基、羧基、硫氢基、酚羟基及咪唑基 等。其中组氨酸的咪唑基既是一个很强的亲核基团,又是一个有效的广义酸碱功能基 影响酸碱催化反应速度的因素有两个,第一个是酸碱的强度。在这些功能基中,组氨酸咪唑基的解 离常数约为60,这意味着由咪唑基上解离下来的质子浓度与水中的相近,因此它在接近于生物体液 pH的条件下,既可以作为质子供体,又可以作为质子受体在酶反应中起催化作用。因此,咪唑基是最有 效、最活泼的一个催化功能基。第二个是这些功能基供出质子或接受质子的速度。咪唑基供出或接受质 子的速度十分迅速,其半寿期小于10-0秒。而且,供出或接受质子的速度几乎相等。由于咪唑基有如此 的优点,所以虽然组氨酸在大多数蛋白质中含量很少,却很重要。 (五)酶活性中心是低介电疏水区域 某些酶的活性中心穴内相对地说是非极性的,因此,酶的催化基团被低介电环境所包围,在某些情 况下,还可能排除高极性的水分子。这样,底物分子的敏感键和酶的催化基团之间就会有很大的反应 力,有助于加速酶反应。 (六)提供电子跃迁连续能级而降低反应活化能 酶活性中心催化基团分属不同的肽键共振系统,通过刚性肽键平面而能相对区分,催化基团各自拥 有类似分子轨道的区域性最高占有轨道和最低空轨道,不同催化基团的区域性前沿轨道能级各不相同, 从而为底物分子的电子跃迁提供了连续能级而使反应活化能显著降低。就好像一个人(电子)从地面(最高按照不可逆抑制作用的选择性不同，又可分为专一性的不可逆抑制和非专一性的不可逆抑制两类。 专一性不可逆抑制仅仅和活性部位的有关基团反应，非专一性的不可逆抑制则可以和一类或几类基团反 应。但这种区别也不是绝对的，因作用条件及对象等不同，某些专一性抑制剂有时会转化，产生非专一 性不可逆抑制作用。 有些抑制剂的抑制活性是潜在的，其抑制基团隐藏于分子内部或呈结合态，或在酶的催化过程中形 成。这类抑制剂有着与底物类似的结构，能有效地与酶的活性部位相结合，在酶的催化作用下，抑制剂 分子中的潜在抑制基团被活化，并与酶活性中心的功能基团不可逆地结合，从而导致酶的失活，这类抑 制被称为酶的“自杀性抑制剂”。 从大豆中已分离出大豆胰蛋白酶、胰淀粉酶和脂酶抑制剂。在蛋清中存在有丰富的蛋白酶抑制剂， 微生物分泌的酶抑制剂种类特别多，如链霉菌是制备蛋白酶抑制剂的极好材料。 第五节 酶的作用原理 据现在所知，与酶高催化效率有关的重要因素有以下几个方面： （1）底物与酶的活性中心诱导楔合形成转变态； （2）酶使底物分子中的敏感键 “变形”而易于断裂； （3）某些酶与底物形成不稳定的、共价的中间物而对底物进行“共价催化”； （4）酶活性中心的某些基团作为质子供体或质子受体而对底物进行“酸碱催化”； （5）酶活性中心提供低介电疏水区域； （6）酶活性中心催化基团提供电子跃迁连续能级而降低反应活化能。 具体讨论如下： （一）底物和酶诱导楔合形成转变态 当底物未与酶结合时，酶活性中心的催化基团还未能与底物十分靠近，但由于酶活性中心的结构有 一种可适应性，即当专一性底物与活性中心结合时，酶蛋白会发生一定的构象改变，使反应所需要的酶 分子中的催化基团与结合基团正确地排列并定位，以便能与底物楔合，使底物分子可以“靠近”及“定 向”于酶。这使活性中心局部的底物浓度提高。酶构象发生的这种改变是反应速度增高的一种很重要的 原因。 （二）酶使底物分子中的敏感键发生“变形”而易于断裂 酶中的某些基团或离子可以使敏感键中的某些基团的电子云密度增高或降低，产生“电子张力”， 使敏感键的一端更加敏感，更易于发生反应。有时甚至使底物分子发生变形。这样就使酶-底物复合物易 于形成。 （三）共价催化 这种方式是底物与酶形成一个反应活性很高的共价中间物，这个中间物很容易变成转变态，因此反 应的活化能显著降低，底物可以越过较低的“能阀”而形成产物。 （四）酸碱催化 有机模式反应提出，酸碱催化剂是催化有机反应的最普遍和最有效的催化剂。 酶蛋白中含有好几种可以起广义酸碱催化作用的功能基，如氨基、羧基、硫氢基、酚羟基及咪唑基 等。其中组氨酸的咪唑基既是一个很强的亲核基团，又是一个有效的广义酸碱功能基。 影响酸碱催化反应速度的因素有两个，第一个是酸碱的强度。在这些功能基中，组氨酸咪唑基的解 离常数约为 6.0，这意味着由咪唑基上解离下来的质子浓度与水中的[H＋ ]相近，因此它在接近于生物体液 pH的条件下，既可以作为质子供体，又可以作为质子受体在酶反应中起催化作用。因此，咪唑基是最有 效、最活泼的一个催化功能基。第二个是这些功能基供出质子或接受质子的速度。咪唑基供出或接受质 子的速度十分迅速，其半寿期小于 10－10 秒。而且，供出或接受质子的速度几乎相等。由于咪唑基有如此 的优点，所以虽然组氨酸在大多数蛋白质中含量很少，却很重要。 （五）酶活性中心是低介电疏水区域 某些酶的活性中心穴内相对地说是非极性的，因此，酶的催化基团被低介电环境所包围，在某些情 况下，还可能排除高极性的水分子。这样，底物分子的敏感键和酶的催化基团之间就会有很大的反应 力，有助于加速酶反应。 （六）提供电子跃迁连续能级而降低反应活化能 酶活性中心催化基团分属不同的肽键共振系统，通过刚性肽键平面而能相对区分，催化基团各自拥 有类似分子轨道的区域性最高占有轨道和最低空轨道，不同催化基团的区域性前沿轨道能级各不相同， 从而为底物分子的电子跃迁提供了连续能级而使反应活化能显著降低。就好像一个人(电子)从地面(最高 121