【正文】 抑制劑的加入可使 E + S →ES 加快，因而抑制劑的存在反而增加了 E對底物的親合力 , 與競爭性抑制相反 , 故稱反競爭性抑制。 可逆抑制作用 + + E S ES ESI E P 148 [S] 酶促反應(yīng)速度 Km Vmax V?max 變小 無抑制劑 加反競爭性抑制劑 V?max=Vmax /(1+[I]/Ki) Ki為抑制常數(shù) =Ki2/Ki1 Km’=Km /(1+[I]/Ki) K?m變小 149 ◇ 反競爭性抑制： Km、 Vmax 都變小 = Vmax [S] Km + [S] (1+[I]/Ki) V 可逆抑制作用 150 5 一些重要的抑制劑 （自學(xué)） ◆ 金屬酶的抑制劑 ： 氰化物、硫化物和一氧化碳等能和金屬形成較為穩(wěn)定的絡(luò)合物，因而使金屬的酶活性受到抑制。 例如：細(xì)胞色素氧化酶中的 Fe2+易被氰化物、硫化物和一氧化碳結(jié)合，使酶失活，阻抑細(xì)胞的呼吸 . 151 ◆ 巰基酶的抑制劑 : 很多酶分子中的巰基是表現(xiàn)其功能所必需的基團(tuán)，當(dāng)巰基發(fā)生改變酶活力就喪失，這類酶就稱為巰基酶， 例：脲酶、 3磷酸甘油醛脫氫酶、蛋白酶、 α 淀粉酶等都屬巰基酶。 巰基酶的抑制劑 : 過氧化氫、碘化物、砷化物、有機汞等 . 如對氯汞苯甲酸可以與疏基作用 .這類酶抑制劑可因加入過量的巰基化合物，如半胱 aa或還原型谷胱甘肽（ GSH）而解除。 152 ◆ 重金屬鹽毒物 ： 重金屬鹽的 Ag+、 Cu、 Hg、 Pb、 Fe等在高濃度時能作為蛋白質(zhì)沉淀劑而使酶變性失活 ， 可用 EDTA、 Cys、 焦磷酸鹽等解毒 。 ◆ 有機磷農(nóng)藥 : 主要含 OH酶的抑制劑 ， 如二異丙基氟磷酸 、 農(nóng)藥中的敵百蟲 、 滴滴畏 、 樂果等 ，它們能高度地抑制酯酶類的活力 。 153 154 ◆ 抗代謝物 ： 許多和酶的底物在結(jié)構(gòu)上類似的化合物，往往具有抗菌抗癌的作用。 如磺胺藥 、 磺胺藥中的對氨基苯磺胺 ， 它的結(jié)構(gòu)與對氨基苯磺酸十分相似 ， 是對氨基苯甲酸的競爭性抑制劑 。 對氨基苯甲酸是葉酸的一部分 ， 葉酸是催化一碳化合物轉(zhuǎn)移的 （ 如甲酸 、 甲醛 ） 、 磺胺藥物代替了對氨基苯甲酸以后 ， 就失去了轉(zhuǎn)移一碳化合物的功能 、 細(xì)菌生長繁殖就受到影響 。 155 磺胺類藥物對二氫葉酸合成酶的競爭性抑制 H 2 N C OO H H 2 N SO 2 N HR 對氨基苯甲酸 對氨基苯磺酰胺 156 第五節(jié) 酶工程簡介 一 定義 二 化學(xué)酶工程 三 生物酶工程 157 一 定義 : 圍繞著酶所特有的生物催化性能使其在工農(nóng)業(yè) 、 醫(yī)學(xué) 、 及其它方面發(fā)揮作用的應(yīng)用技術(shù) , 是酶學(xué)基本原理與化學(xué)工程技術(shù)及 DNA重組技術(shù)的有機結(jié)合 。 二 化學(xué)酶工程 , 即 初級酶工程 : 主要是通過化學(xué)修飾 , 固定化處理 ， 甚至通過化學(xué)合成等手段 , 改善酶的性質(zhì)以提高催化效率及降低成本 , 包括天然酶 ,化學(xué)修飾酶 ，固定化酶及化學(xué)人工酶的研究和運用 。 158 1 化學(xué)修飾酶 : 對酶分子中可解離基團(tuán)如氨基 、 羧基 、 羥基 、 巰基 、 咪唑基等進(jìn)行化學(xué)修飾 ， 以改善酶的穩(wěn)定性和提高酶的性能 . 2 固定化酶 : 又稱水不溶酶或固相酶 ,是指水溶性酶經(jīng)物理或化學(xué)方法 (吸附 、 偶聯(lián) 、 交聯(lián) 、 包埋等 )將其固定于可溶或不溶性高分子支持物 (載體 )上而做成的一種酶制劑形式 。 穩(wěn)定性提高 , 可以反復(fù)使用 , 給生產(chǎn)的連續(xù)化自動化創(chuàng)造了條件 。 159 3 化學(xué)人工酶 : 模擬酶的生物催化功能 , 用化學(xué)半合成法 (小分子化合物 +無活性蛋白 )或全合成法 (小分子有機物 )合成的有催化活性的人工酶 。 如 : 1984, Kaiser等 , 用木瓜蛋白酶和 8溴 乙酰黃素合成了 “ 黃素木瓜蛋白酶 ” , 得到了一種黃素氧化酶 ， 比黃素酶的催化效率高 1000倍 。 160 三 生物酶工程 是一種高級酶工程，從基因水平改造或設(shè)計新酶。 包括 : ◆ 用 DNA重組技術(shù)大量生產(chǎn)酶 (克隆酶 )； ◆ 對酶基因進(jìn)行修飾 , 生產(chǎn)遺傳修飾酶 (突變酶 )； ◆ 設(shè)計新的酶基因 , 使生物細(xì)胞合成自然界不曾有過的、性能穩(wěn)定、效率高的新酶。 161 四、維生素 pp與輔酶 I和輔酶 II 二、維生素 B2與黃素輔酶 一、維生素 B1與羧化輔酶 三、泛酸與輔酶 A 五、維生素 B6 七、葉酸 六、生物素 八、維生素 B12 九、維生素 C 十、硫辛酸 第六節(jié) 維生素和輔酶 概述 162 ◆ 維生素 (vitamin)是維持機體正常生命活動不可缺少的一類小分子有機化合物 。 ◇ 脂溶性維生素 ： Vit A: 視黃醇 （ 干眼病 、 夜盲癥 ） Vit D: (促進(jìn)鈣磷代謝 ) Vit E: 生育酚 （ 生育機能 、 抗氧化 ） 、 Vit K: 凝血維生素 （ 缺少時凝血時間延長 ） ◇ 水溶性維生素 ： VitC、 VitB族 、 Vitpp、 泛 酸 、 生物素 、 葉酸 。 ◇ 脂溶性水溶性維生素 : 硫辛酸 (氧化型為脂 溶性 ， 還原型為水溶性 ) 163 ◆ 植物和微生物可合成自身所需的各種維生素 。 人類和動物維持正常生命活動所必需的 ， 但自身不能合成 , 必須從食物中攝取 。 ◆ 輔酶 : 指直接參加催化反應(yīng)容易透析分離的有機化合物 。 ◆ 多數(shù)水溶性維生素：作為輔酶或輔基 , 或為酶的組成成分 。 其 一般作用 : ◇ 作為氧化還原酶類的輔助因子 , 傳遞氫或電子 。 ◇ 作為基團(tuán)轉(zhuǎn)移酶的輔助因子 , 作為 被轉(zhuǎn)移基團(tuán)的載體 . 164 一 維生素 B1(硫胺素 ) 與羧化輔酶 ◆ 化學(xué)結(jié)構(gòu)包括 嘧啶環(huán) 和 噻唑環(huán) .在嘧啶環(huán)中含有氨基、噻唑環(huán)中含有硫 , 所以叫 硫胺素 。 ◆ 在體內(nèi)經(jīng)硫胺素激酶催化 , 可與 ATP作用轉(zhuǎn)變成 焦磷酸硫胺素 (TPP) 硫胺素激酶 , Mg2+ 硫胺素 +ATP ?????? TPP+AMP 165 1 2 噻唑環(huán) 嘧啶環(huán) 166 ◆ 功能 : ◇ 抑制膽堿酯酶活性 ,所以缺之 VB1時 ,膽堿酯酶活性增強 , 引起神經(jīng)傳導(dǎo)紊亂 。 ◇ TPP是催化丙酮酸或 α 酮戊二酸脫羧酶的輔酶 , 叫 脫羧輔酶 。 噻唑環(huán)上 C2上的氫可解離成 H+而使 C2變成負(fù)碳離子 。 這個負(fù)碳離子可以和 α 酮酸的羰基結(jié)合形成中間物 。 進(jìn)一步脫去 CO2而生成醛 . 167 二 維生素 B2 (VitB2 )與黃素輔酶 ◆ 即 核黃素 , 化學(xué)本質(zhì)為核糖醇與 6,7二甲基異咯嗪的縮合物 . ◆ 含 VitB2 的輔酶 ◇ FMN(黃素單核苷酸 ) ◇ FAD(黃素腺嘌呤二核苷酸 ) 維生素 B2與 ATP作用轉(zhuǎn)化為磷酸核黃素 ， 即FMN、 FMN與 ATP作用產(chǎn)生 FAD 。 VB2 + ATP → FMN + ADP FMN + ATP →FAD + PP 168 169 ◆ 功能 : FMN和 FAD是許多脫氫酶的輔基 ,是很重要的 遞氫體 。 其遞氫功能上由異咯嗪環(huán)上的第 1和第 10上氮原子加氫或脫氫而完成的 , 加 2H被還原 , 脫 2H被氧化 . FMN FMNH2 FAD FADH2 170 加氫或脫氫處 171 三 泛酸 (遍多酸 , 維生素 B3 )與輔酶 A ◆ α,γ 二羥 β,β 二甲基丁酸 與 β Ala通過 CONH連接而成的化合物。 172 ◆ 構(gòu)成酰基轉(zhuǎn)移酶的輔酶 ◇ 輔酶 A (CoA, CoASH)： 4磷酸泛酰巰基乙胺 + 3?， 5?ADP ◇ ?；d體蛋白 (ACP或 ACPSH) ◆ 泛酸 ? 4磷酸泛酰巰基乙胺 173 174 磷酸泛酰巰基乙胺 175 四 維生素 PP與 CoI、 CoⅡ( 維生素 B5) ◆ 包括尼克酸 (煙酸 ), 尼克酰胺 (煙酰胺 ) 176 ◆ 尼克酰胺核甘酸類輔酶 : ◇ 尼克酰胺腺嘌呤二核甘酸 (NAD+、輔酶 I、 CoI) ◇ 尼克酰胺腺嘌呤二核甘酸磷酸 (NADP+, 輔酶 Ⅱ, CoⅡ) ◆ 功能 : ◇ 許多脫氫酶的輔酶， 通過它可逆地進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，傳遞 H和電子。 底物分子脫下的兩個氫原子中 一個加到第 4位碳原子 ， 2個電子第 1位的 N，使其由 5價變?yōu)?3價 。另一個質(zhì)子 H留在溶質(zhì)當(dāng)中，以 NADH+H+表示 。 177 R為磷酸時 , NADP 此 N原子為正五 價 ,帶 1個正電荷 NAD+ NADP+ 178 179 五 維生素 B6: ◆ 包括 吡哆醛 , 吡哆醇 ,吡哆胺 . ◇ 磷酸化后變成相應(yīng)的磷酸吡哆醛 ,磷酸吡哆醇 ,磷酸吡哆胺 ◇ 磷酸吡哆醛是轉(zhuǎn)氨酶的輔酶 ,參與氨基酸和酮酸之間 。 ◇ 磷酸吡哆胺把氨基轉(zhuǎn)移出去以后 ， 又可回轉(zhuǎn)成磷酸吡哆醛 。 180 181 ◆ 磷酸吡哆醛 、 磷酸吡哆胺 它們在氨基酸的轉(zhuǎn)氨基作用和脫羧消旋作用中起輔酶作用 。 與氨基酸代謝密切相關(guān) 。 ◆ 功能 : ◇ 催化氨基酸的 轉(zhuǎn)氨基 。 磷酸吡哆醛是NH2的載體 ， 將氨基轉(zhuǎn)移到酮基上 。 ◇ 催化氨基酸的 脫羧 作用 ， 氨基酸轉(zhuǎn)氨作用 、 消旋作用 182 ◇ 磷酸吡哆醛的醛基與底物 α 氨基酸的氨基結(jié)合生成中間物 —醛亞胺 (N=CH), 又稱 Schiff 堿 。 183 六 生物素 (Biotin,維生素 H, 維生素 B7,) 1 水溶性維生素 , 是尿素與帶有戊酸側(cè)鏈的噻吩相結(jié)合所形成的駢環(huán) . 184 2 功能 : 生物素與酶蛋白結(jié)合催化體內(nèi) CO2的固定以及羧化反應(yīng)，是 多種羧化酶的輔酶 。在光合作用和生物合成中有重要作用。 如： 乙酰 CoA羧化酶 ，丙酮酸羧化酶 丙酮酸的羧化過程 : 第一步形成酶 生物素 CO2復(fù)合物 , 第二步丙酮酸羧化 . EBiotin + HCO3 +ATP→E BiotinCO2+ADP+Pi BiotinCO2 + 丙酮酸 → EBiotin + 草酰乙酸 185 六 葉酸 (蝶酰谷氨酸，維生素 B11): 1 由 2氨基 4羥基 6甲基蝶呤 , 對氨基苯甲酸，谷氨酸縮合而成 。 186 5 6 7 8 10 2 葉酸經(jīng)葉酸還原酶催化 ， 以 NADPH + H+為輔酶 ，在維生素 C存在時可加氫成為 5， 6， 7， 8—四氫葉酸 (FH4, THFA) 。 187 188 3 功能 : ◆ THFA是轉(zhuǎn)移一碳基團(tuán)酶的輔酶 ◆ 一碳基團(tuán) ：甲基、亞甲基 (甲叉基 )、次甲基、甲?；啺奔谆?). ◆ 它們可以和 THFA分子中的 5， 10位 N共價相連形成各種衍生物。 189 190 191 192 八 維生素 B12(氰鈷胺素 ) 1 氰鈷胺素去掉氰基 ， 換以 5?脫氧腺嘌呤核苷基 , 成為 VitB12輔酶 。 2 功能 : ◆ 參與體內(nèi)一碳單位的代謝 , 與葉酸的作用相輔相存 . ◆ 參與變位反應(yīng) , 如甲基丙二酸單酰 CoA變位酶 , 生成琥珀酰 CoA。 ◆ 參與膽堿的合成 ， 從而影響磷脂 ， 進(jìn)而影響脂蛋白的合成 。 193 194 九 維生素 C (抗壞血酸 ) 1 己糖的衍生物 ， 第 2位及第 3位上 的兩個相鄰的烯式羥基解離出氫離子 ， 故具有 酸