生物學(xué)]6酶學(xué)與酶工程(編輯修改稿)
2025-01-31 14:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 大小。 ③若已知某酶的 Km值，就可以計(jì)算在某一底物濃 度時，其反應(yīng)速率相當(dāng)于 Vmax的百分率。 （ 2） Vmax的意義 在一定酶濃度下，酶對特定底物的 Vmax也是一 常數(shù)。 Vmax與 Km相似，同一種酶對不同底物的 Vmax也不同， pH、溫度和離子強(qiáng)度等因素也影響 Vmax的數(shù)值。 （ 3） kcat/Km的意義 Kcat/Km值的大小，可以比較不同酶或同一種 酶催化不同底物的催化效率。 3. 米氏常數(shù)的測定 （ 1） LineweaverBurk雙倒數(shù)作圖法（ The DouhleReciprocal Plot） 橫軸截距為 1/Km，縱軸截距為 1/Vmax。 （ 2） EadieHofstee作圖法 v=VmaxKmv/[S]以 v~v/[S]作圖得一直線，其 縱軸截距為 Vmax，斜率為 Km。 （ 3） HanesWoolf作圖法 [S]/v=[S]/Vmax+Km/Vmax以 [S]/v~[S]作圖得 一直線，橫軸截距為 Km，斜率為 1/Vmax。 （ 4） Eisenthal和 CornishBowden直接線性作圖法： Vmax=v+v/[S] Km （三）多底物的酶促反應(yīng)動力學(xué) （ 1）序列反應(yīng)（ sequential reactions） 或單 置換反應(yīng)（ singledisplacement reactions） ① 有序反應(yīng)（ ordered reactions） ② 隨機(jī)反應(yīng)（ randon reactions） （ 2）乒乓反應(yīng)（ Ping pang reactions） 2. 雙底物反應(yīng)的動力學(xué) Figure 814 Steadystate kiic analysis of bisubstrate reactions. In these doublereciprocal plots (see Box 81), the concentration of substrate 1 is varied while the concentration of substrate 2 is held constant. This is repeated for several values of [S2], generating several separate lines. The lines intersect if a ternary plex is formed in the reaction (a), but are parallel if the reaction goes through a pingpong or doubledisplacement pathway (b). 二、酶的抑制作用 酶是蛋白質(zhì)，凡可使蛋白質(zhì)變性而引起酶活力 喪失的作用為失活作用（ inactivation)。由于酶的必 需基團(tuán)化學(xué)性質(zhì)的改變，但酶未變性，而引起酶活 力的降低或喪失稱為抑制作用（ inhibition）。引起 抑制作用的物質(zhì)稱為抑制劑（ inhibitor）。 變性劑對酶的變性無選擇性，而一種抑制劑只 能使一種酶或一類酶產(chǎn)生抑制作用，即抑制劑對酶 的抑制作用是具有選擇性的。 （一）抑制作用的類型 根據(jù)抑制劑與酶的作用方式及抑制作用是 否可逆，可把抑制作用分為兩大類： 1. 不可逆的抑制作用（ irreversible inhibition） 2. 可逆的抑制作用（ reversible inhibition） 根據(jù)可逆抑制劑與底物的關(guān)系，可逆抑制作用 分為 3類型： （ 1）競爭性抑制（ petitive inhibition） （ 2）非競爭性抑制（ nonpetitive inhibition） （ 3）反競爭性抑制（ unpetitive inhibition） （二）可逆抑制作用動力學(xué) 1. 競爭性抑制 抑制劑（ I）和底物（ S）競爭酶的結(jié)合部 位，從而影響了底物與酶的正常結(jié)合。 竟?fàn)幮砸种? 竟?fàn)幮砸种? 竟?fàn)幮砸种? 2. 非競爭性抑制 底物與抑制劑同時和酶結(jié)合，兩者沒有競爭 作用。 非竟?fàn)幮砸种? 3. 反競爭性抑制 酶只有與底物結(jié)合后，才能與抑制劑結(jié)合， 即 ES+I ESI， ESI ? P Unpetitive inhibition a’=1+[I]/K’I, K’I=[ES][I]/[ESI] （三）一些重要的抑制劑 1. 不可逆抑制劑 按照不可逆抑制作用的選擇性，可將其 分為兩類： （ 1）非專一性不可逆抑制劑 主要有以下幾種： ① 有機(jī)磷化合物 常見的有 DIFP、農(nóng)藥敵敵畏、 敵百蟲、對硫磷等。 ②有機(jī)汞、有機(jī)砷化合物 這類化合物與酶分子 中半胱氨酸殘基的硫基作用，抑制含硫基的酶。 ③重金屬鹽 含 Ag+、 Cu2+ 、 Hg2+ 、 Pb2+ 、 Fe3+ 重金屬鹽在高濃度時，能使酶蛋白變性失活。 在低濃度時對某些酶的活性產(chǎn)生抑制作用，一 般可以使用金屬螯合劑如 EDTA、半胱氨酸等螯合 除去有害的重金屬離子，恢復(fù)酶的活力。 ④烷化試劑 這一類試劑往往含一個活潑的鹵素原 子，如碘乙酸、碘乙酰胺和 2， 4二硝基氟苯等， 被作用的 基團(tuán)有巰基、氨基、羧基、咪唑基和硫 醚基等。 ⑤氰化物、硫化物和 CO ⑥ 青霉素（ Penicillin) （ 2） 專一性不可逆抑制劑 ① Ks型不可逆抑制劑 ② kcat型不可逆抑制劑 2. 可逆抑制劑 可逆抑制劑中最重要和最常見的是競爭性抑 制劑。如像一些競爭性抑制劑與天然代謝物在結(jié) 構(gòu)上十分相似，能選擇性地抑制病菌或癌細(xì)胞在 代謝過程中的某些酶，而具有抗癌和抗菌作用。 這類抑制劑可稱為抗代謝物或代謝類似物。 三、溫度對酶的影響 溫度對酶反應(yīng)速率的影響表現(xiàn)在兩個方面，一 方面是當(dāng)溫度升高時，與一般化學(xué)反應(yīng)一樣，反應(yīng) 速率加快。反應(yīng)溫度提高 10℃ ，其反應(yīng)速率與原來 反應(yīng)速率之比稱為反應(yīng)的溫度系數(shù)，用 Q10表示， 對大多數(shù)酶來講溫度系數(shù) Q10多為 2 ，也就是說， 即溫度每升高 10 ℃ ，酶反應(yīng)速率為原反應(yīng)速率的 2 倍。另一方面由于酶是蛋白質(zhì)，隨著溫度升高，使 酶蛋白逐漸變性而失活，引起酶反應(yīng)速率下降。 在較低的溫度范圍內(nèi)，酶反應(yīng)速率隨溫度升 高 而增大，但超過一定溫度后，反應(yīng)速率反而下降， 因此只有在某一溫度下，反應(yīng)速率達(dá)到最大值，這 個溫度就稱為酶反應(yīng)的最適溫度（ opptimum temperature)。每種酶在一定條件下都有其最適 溫度。 v t/0C 最適溫度 四 、 pH對酶反應(yīng)的影響 酶的活力受環(huán)境 pＨ的影響，在一定 pＨ下， 酶表現(xiàn)最大活力，高于或低于此 pＨ，酶活力降低， 通常把表現(xiàn)出酶最大活力的 pＨ稱為該酶的最適 pＨ （ optimum pH) 各種酶在一定條件下都有其最特定的最適 pH， 因此最適 pH是酶的特性之一。但酶的最適 pH不是 一個常數(shù)，受許多因素影響，隨底物種類和濃度、 緩沖液種類和濃度的不同而改變，因此最適 pH只 有在一定條件下才有意義。
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