【文章內(nèi)容簡介】 蛋白變性失活，化學(xué)反應(yīng)速率減慢，兩個(gè)因素綜合作用的結(jié)果使酶促反應(yīng)有最適宜溫度 (圖 18)。 酶 活 性 0 10 20 30 40 50 60 溫度 186。C 圖 18 溫度對淀粉酶活性的影響 最適溫度 溫度與反應(yīng)速率關(guān)系曲線是傾斜的鐘形。當(dāng)溫度低于最適溫度時(shí)，隨溫度升高反應(yīng)速率增大，但達(dá)到最適溫度后，由于酶變性失活反應(yīng)速率迅速下降。曲線上的最大反應(yīng)速率所對應(yīng)的溫度即是最適溫度。動(dòng)物體內(nèi)酶最適溫度一般為 35～ 45℃ ，植物體內(nèi)酶最適溫度為 40～ 55℃ ，大部分酶在 60℃ 以上即變性失活。少數(shù)酶能耐受較高的溫度，如細(xì)菌淀粉酶在 93℃ 時(shí)活性最高。 最適溫度與最適 pH不同，最適溫度不是酶的特征常數(shù)，它與酶促反應(yīng)的時(shí)間有關(guān)，不同反應(yīng)時(shí)間測得的最適溫度不同，這是由于溫度使蛋白質(zhì)變性是隨時(shí)間而累加的。反應(yīng)時(shí)間長，測得的酶最適溫度低。反之酶的最適溫度高。 五、激活劑和抑制劑的影響 (一 )激活劑的影響 激活劑 ： 能提高酶活性的物質(zhì) 。 常見的激活劑有無機(jī)離子 或 簡單的有機(jī)化合物 ，如 C1是唾液淀粉酶的激活劑， Mg2+是多數(shù)激酶及合成酶的激活劑。激活劑一般通過與酶分子中側(cè)鏈基團(tuán)的結(jié)合，穩(wěn)定酶的空間結(jié)構(gòu)或作為酶輔因子的組成部分而起作用。 激活劑對酶的作用有一定的選擇性， 即一種激活劑對某種酶有激活作用，對另一種酶卻有抑制作用。例如， Mg2+對脫羧酶有激活作用，而對肌球蛋白腺苷三磷酸酶卻有抑制作用 ,Ca2+則相反。 不同濃度的激活劑對酶的影響也是不同的， 如當(dāng)Mg2+濃度為 (5～ 10) 103 mol／ L。時(shí)，對 NADP+合成酶有激活作用，當(dāng) Mg2+濃度升高到 30 lO3 mol／ L 時(shí)，酶的活性下降。 小分子有機(jī)化合物激活劑通過保護(hù)酶催化活性的必需基團(tuán)而起作用。這些激活劑常常是半胱氨酸、還原型谷胱甘肽及抗壞血酸等還原劑。例如，含有巰基的木瓜蛋白酶和 3一磷酸甘油醛脫氫酶會(huì)因形成二硫鍵而失去活性，可加入還原型谷胱甘肽等還原劑保護(hù)其活性。 (二 )抑制劑的影響 抑制作用 ： 某些物質(zhì)與酶的活性部位結(jié)合后，改變了酶活性部位的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，從而引起酶活性降低或喪失， 這種作用叫抑制作用。 抑制劑： 引起抑制作用的物質(zhì)。 抑制劑 不可逆抑制劑 可逆抑制劑 競爭性抑制劑 非競爭性抑制劑 反競爭性抑制劑 抑制劑對酶具有一定的選擇性，一種抑制劑只能對一種或一類酶產(chǎn)生抑制作用。抑制劑不引起酶蛋白變性。 不可逆抑制 抑制劑與酶以共價(jià)鍵相結(jié)合，不能用透析、超濾等物理方法除去抑制劑而使酶恢復(fù)活性，稱為不可逆抑制。不可逆抑制作用隨抑制劑濃度增加而增加，當(dāng)抑制劑的量大到足以與所有的酶結(jié)合時(shí)，酶的活性就被完全抑制。 在不可逆抑制中，必須通過其他化學(xué)反應(yīng)，才能使酶從抑制劑中釋放出來，這種抑制解除稱為酶 “ 復(fù)活” 。利用酶復(fù)活的原理可以對藥物中毒進(jìn)行解毒。 有機(jī)砷、汞化合物與酶中半胱氨酸的巰基相結(jié)合，使酶失去活性。例如， 路易斯毒氣與酶的巰基結(jié)合使人畜中毒，可用二巰基丙醇 (BAL)使酶復(fù)活而解毒。 路易士氣 巰基酶 失活的酶 酸 失活的酶 BAL 巰基酶 BAL與砷劑結(jié)合物 如 有機(jī)磷農(nóng)藥是一類不可逆抑制劑，它能抑制某些蛋白酶及膽堿酯酶的活性。抑制劑與膽堿酯酶活性部位絲氨酸的羥基以共價(jià)鍵結(jié)合使酶失活，引起神經(jīng)中毒癥狀。有機(jī)磷農(nóng)藥中毒后可用解磷定 (碘化醛肟甲基吡啶 )或氯磷定 (氯化醛肟甲基吡啶 )除去有機(jī)磷農(nóng)藥而使酶復(fù)活。 有機(jī)磷化合物 羥基酶 失活的酶 酸 青霉素是一種不可逆抑制劑，可與糖肽轉(zhuǎn)肽酶活性中心絲氨酸上的羥基以共價(jià)鍵相結(jié)合，使酶失活。酶失活后細(xì)菌細(xì)胞壁合成受阻，抑制細(xì)菌生長。利用不可逆抑制作用原理可以開發(fā)設(shè)計(jì)新農(nóng)藥及抗菌劑。 可逆抑制 ： 抑制劑與酶以非共價(jià)鍵相結(jié)合，可以用透析、超濾等簡單物理方法除去抑制劑使酶復(fù)活，這種抑制稱為可逆抑制。根據(jù)抑制劑與底物的關(guān)系，可逆抑制可分為競爭性抑制、非競爭性抑制和反競爭性抑制 3種類型。 (1)競爭性抑制 在競爭性抑制中，抑制劑 (I)與底物(S)結(jié)構(gòu)相似，都能與酶的活性部位相結(jié)合。因?yàn)槊傅幕钚圆课徊荒芡瑫r(shí)與底物和抑制劑相結(jié)合，因而底物和抑制劑呈競爭關(guān)系。 E+ I EI S E + P ES （ 不能分解成產(chǎn)物 ） + + + E E S I ES EI E P 競爭性抑制劑對酶的抑制程度取決于抑制劑與底物的相對濃度。 競爭性抑制作用可以通過增加底物濃度予以解除。例如，丙二酸與琥珀酸的結(jié)構(gòu)相似，丙二酸是琥珀酸脫氫酶的競爭性抑制劑，增加底物琥珀酸的濃度，丙二酸的抑制可被解除。 琥珀酸 琥珀酸脫氫酶 FAD FADH2 延胡索酸 競爭性抑制作用的原理可以用于藥物的選擇。例如磺胺類藥物與對氨基苯甲酸結(jié)構(gòu)相似，是對氨基苯甲酸的競爭抑制劑。 二氫蝶呤啶 ＋ 對氨基苯甲酸 ＋ 谷氨酸 二氫葉酸 合成酶 二氫葉酸 (2)非競爭性抑制 非競爭性抑制是指底物和抑制劑可以同時(shí)與酶結(jié)合，兩者沒有競爭關(guān)系。 E+S ES E+P + I EI+S EIS + I + S － S + S － S + ESI EI E ES E P 非競爭抑制劑一般與活性中心以外的必需基團(tuán)結(jié)合而影響酶的活性。由于非競爭性抑制劑和底物與酶結(jié)合時(shí)互不排斥，無競爭性，所以不能用增加底物濃度的方法解除抑制。某些金屬離子抑制劑屬于非競爭性抑制劑。 (3)反競爭性抑制 反競爭性抑制是指抑制劑 (I)不與游離酶 (E)結(jié)合，而與酶和底物復(fù)合物 (Es)結(jié)合生成酶、底物和抑制劑復(fù)合物 (IES)，但 IEs不能釋放出產(chǎn)物。反競爭抑制作用常見于多底物反應(yīng)中。例如，肼類化合物抑制胃蛋白酶就是反競爭抑制。 E+S E+P ES + I ESI + + E S ES ESI E P 第四節(jié) 維生素與輔酶 維生素是人和動(dòng)物維持正常生命活動(dòng)和生理功能不可缺少的。這類物質(zhì)與糖類、蛋白質(zhì)和脂肪不同，它們不是供給能量或構(gòu)成生物體的主要原料，而是在物質(zhì)代謝中起重要作用。人對維生素的每日需求量很少，但各種維生素缺乏時(shí)，會(huì)因物質(zhì)代謝發(fā)生障礙而產(chǎn)生疾病，這些疾病稱為維生素缺乏癥。 水溶性維生素 脂溶性維生素 維生素 維生素 C B族維生素 一、水溶性維生素 （一）維生素 B1 維生素 B1（硫胺素、抗腳氣病維生素），它在堿中易破壞，在酸中穩(wěn)定，加熱到 120℃ 也不被破壞。 維生素 B1由噻唑環(huán)和含氨基的嘧啶環(huán)組成。它在體內(nèi)以焦磷酸硫胺素 (TPP)的形式存在。 噻唑環(huán) 嘧啶環(huán) 硫胺素 焦磷酸硫胺素 焦磷酸硫胺素是 ɑ一酮戊二酸脫氫酶系、丙酮酸脫氫酶系和轉(zhuǎn)酮酶的輔酶。這些酶是催化糖代謝的酶。當(dāng)維生素 B1缺乏時(shí)，以 TPP為輔酶的酶活性受到抑制，丙酮酸、 a一酮戊二酸等在體內(nèi)堆積，糖代謝不能正常進(jìn)行。 2．來源及缺乏癥 維生素 B1主要存在于種子外皮及胚芽中，在米糠、麥麩、黃豆、花生和瘦肉等中含量豐富。當(dāng)維生素 B1缺乏時(shí)，可出現(xiàn)多發(fā)性神經(jīng)炎、皮膚麻木、四肢無力、心力衰竭、肌肉萎縮、下肢浮腫等；維生素 B1缺乏常引起腳氣病；此外，維生素 B1缺乏還可造成食欲不振、消化不良等癥狀。 （二）維生素 B2 維生素 B2也稱核黃素，呈黃色熒光，微溶于水，在中性或酸性溶液中穩(wěn)定，光照或堿中加熱易分解。 1．化學(xué)結(jié)構(gòu)及生理功能 維生素 B2是核醇和 7， 8—二甲基異咯嗪的縮合物，維生素 B2可以接受兩個(gè)氫原子，易發(fā)生氧化還原反應(yīng)，故維生素 B2有氧化型和還原型兩種形式。 N N N H N C H 2 O O H 3 C H 3 C C H C H O H C H O H O H C H 2 O H H H NNN HNC H 2OOH 3 CH 3 CC H C HO HC HO H O HC H 2 O H核黃素 還原型核黃素 異洛嗪 核糖醇 維生素 B2在體內(nèi)以黃素單核苷酸 (FMN)和黃素腺嘌呤二核苷酸 (FAD)兩種形式存在，它們是生物體內(nèi)黃素蛋白氧化還原酶的輔基。 核黃素 黃素單核苷酸（ FMN） 黃素腺嘌呤二核苷酸（ FAD） AMP 異洛嗪 FMN和 FAD可以接受或失去氫原子而催化氧化還原反應(yīng) ,它是很多酶如 а 一氨基酸氧化酶、丙酮酸脫氫酶、 a酮戊二酸脫氫酶系和黃嘌呤氧化酶等的輔因子，在糖、脂肪和蛋白質(zhì)代謝中起重要作用。 氧化型 還原型 C H 3 C H 3 N C C N H N N O O C H 2 C H C H C H C H 2 O P O OH OH OH O O H O C H 2 O H O H N N N H 2 N N FAD還原型 H H C H 3 C H 3 N C C N H N N O O C