第7章 酶促反應(yīng)動力學(xué)

?名詞、符號、結(jié)構(gòu)

? DIFP ：二異丙基氟磷酸(DIPF)??

? Ks：親和標(biāo)記試劑。 ES的解離常數(shù)（底物常數(shù)）

? Km ：是當(dāng)酶反應(yīng)速度為最大反應(yīng)速度一半時的底物濃度。

?Vmax：酶完全被底物飽和是的最大反應(yīng)速率。

?簡答

1.舉兩個例子說明抑制劑在藥物開發(fā)中的應(yīng)用？

答： 抑制劑分為可逆抑制劑和不可逆抑制劑：

不可以抑制劑：青霉素是一種不可逆抑制劑，青霉素可以與糖肽轉(zhuǎn)肽酶活性部位絲氨酸羥基共價結(jié)合，使酶失活，而糖肽轉(zhuǎn)肽酶是細(xì)胞壁合成中使聚肽糖鏈交聯(lián)。一旦酶失活，細(xì)菌細(xì)胞壁合成受阻，細(xì)菌生長被損害，因此青霉素可以起到抗菌作用。

可逆抑制劑：磺胺藥是通過干擾敏感菌的葉酸代謝而抑制其生長繁殖的，對磺胺類藥敏感的細(xì)菌在生長繁殖過程中，不能直接從生長環(huán)境中利用外援葉酸，而是利用對氨基苯甲酸（PABA）喋啶和谷氨酸，在二氫葉酸合成酶的催化下合成二氫葉酸的，再經(jīng)二氫葉酸還原酶還原為四氫葉酸是一碳單位轉(zhuǎn)移酶的輔酶，參與嘌呤、嘧啶、氨基酸的合成，磺胺類藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)與PABA競爭二氫葉酸合成酶，抑制二氫葉酸的形成，或者形成以磺胺代替PABA的偽葉酸，最終使核酸合成受阻，阻止細(xì)菌生長繁殖，高等動植物能夠利用外源葉酸，所以代謝不影響。

2.可逆抑制作用分為哪幾種，每一種的動力學(xué)特征有何不同？

答：競爭性抑制：有些抑制劑和底物結(jié)構(gòu)極為相似，可和底物競相與酶結(jié)合，當(dāng)抑制劑與酶結(jié)合后，就妨礙了底物與酶的結(jié)合，減少了酶的作用機(jī)會，因而降低了酶的活力。這種抑制作用叫競爭性抑制作用。

常見的競爭性抑制劑 如對氨基苯磺酰胺(磺胺藥)

非競爭性抑制

·?反競爭性抑制

3.什么是米氏方程，米氏常數(shù)，米氏常數(shù)與酶和底物親和力的關(guān)系，如何計算米氏常數(shù)和最大反應(yīng)速度。

反應(yīng)速度和底物濃度關(guān)系的數(shù)學(xué)方程式---米式方程

V：某一底物濃度時的反應(yīng)速度； Vmax：最大反應(yīng)速度??

[S]：底物濃度Km；? Km值是當(dāng)酶反應(yīng)速度為最大反應(yīng)速度一半時的底物濃度。其單位是底物濃度的單位，一般用mol/L或mmol/L表示。

米氏常數(shù)（Michaelis constant）：Km是酶的特征常數(shù)，它與酶反應(yīng)性質(zhì)有關(guān)，它是在特定的底物、pH、溫度、離子強(qiáng)度等條件下，該酶反應(yīng)速度常數(shù)kl，k﹣l，k2的函數(shù)。如果一種酶有幾種底物時，則對每種底物各有一特定Km值，其中Km值最小的底物稱為該酶的最適底物或天然底物。因此Km可作為鑒別酶的一種手段。

（2）當(dāng)酶促反應(yīng)處于υ═ 1/2Vmax 時，Km ═[S]?？梢?，Km的物理意義是當(dāng)酶反應(yīng)速度達(dá)到最大反應(yīng)速度一半時的底物濃度。Km的單位與底物濃度一樣，范圍一般在10–7mol／L～10–1mol／L。

（3）由于ES →E + P的反應(yīng)為限速步驟，kl 和 k-1>> k2，結(jié)果Km≈Ks，Km可看作是復(fù)合物ES的解離常數(shù)。因此1/Km近似地表示酶對底物親和力的大小，1/ Km值越大，表明酶對底物的親和力強(qiáng)，因為1/ Km越大，Km越小，達(dá)到最大反應(yīng)速度一半所需要的底物濃度也就愈小。反之，1/ Km值越小，表明酶對底物的親和力弱。

（4）Km是代謝物對多種代謝途徑選擇取向的決定因素之一。在生物體內(nèi)，一個代謝物如果可以進(jìn)入不同的代謝途徑，哪一個代謝途徑反應(yīng)的第一個酶Km最小，那么該代謝物就優(yōu)先進(jìn)入那一個途徑。

（5）對于Vmax= k2[ES]又可以表達(dá)為Vmax= kcat[Et]。kcat代表單位時間內(nèi)每個酶分子將底物分子轉(zhuǎn)換成產(chǎn)物的最大值，kcat稱為轉(zhuǎn)換數(shù)。對于大多數(shù)酶而言，轉(zhuǎn)換數(shù)在每秒1～104范圍內(nèi)。如果一個酶有兩個競爭性底物，kcat / Km比值可衡量酶對底物的專一性。比值越大，專一性越強(qiáng)。

（6）在已知Km值的情況下，應(yīng)用米氏方程即可計算任意底物濃度時的反應(yīng)速度，或任何反應(yīng)速度下的底物濃度。

當(dāng) V=1/2 VMAX? Km=[S] Km單位為濃度單位。

? 米氏常數(shù)是酶的特征物理常數(shù)。一個酶在一定條件下，對某一底物的Km為一定值，故通過測定Km的數(shù)值，可鑒別酶。

? 如果一個酶可催化幾個底物，對每個底物用一個Km。

? Km越小，酶對底物的親和力越大，反之已然。Km可表征酶對底物的親和力。

米氏常數(shù)的求法：

最常用的是Lineweaver–Burk的作圖法（雙倒數(shù)作圖法）