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暨南大学生物化学讲义-第四章 酶(5)

暨南大学 /2011-11-25

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其根轴截距为一Km,直线的斜率为1/Von。

                    二、酶浓度对反应速度的影响

  在酶促反应系统中,当底物浓度大大超过酶的浓度,使酶被底物饱和时,反应速度

猢的浓度变化成正比关系(图47)。从式(6)可

知,当*》【E]时,式中几可以忽略不计,其关

S式可简化为V。k3[E]。

      三、温度对反应速度的影响

    酶是生物催化剂,温度对酶促反应速度具有双重影响。升高温度一方面可加快酶促反应速度,同时也增加酶的变性。温度升高到60℃以上时,大多数酶开始变性;80℃时,多数酶的变性已不可逆。综合这两种因素,酶促反应速度最快时的环境温度称为酶促反应的最适温度(optimum temperature)。温血动物组织中酶的最适温度多在35-40℃之间。环境温度低于最适温度时,温度加快反应速度这一效应起主导作用,温度每升高10℃,反应速度可加大1-2倍。温度高于最适温度时,反应速度则因酶变性而降低(图4—8)。

    酶的最适温度不是酶的特征性常数,它与反应进行的时间有关。酶可以在短时间内耐受较高的温度。相反,延长反应时间,最适温度便降低。

    酶的活性虽然随温度的下降而降低,但低温一般不使酶破坏。温度回升后,酶又可以恢复活性。临床上低温麻醉便是利用酶的这一性质以减慢组织细胞代谢速度,提高机体对氧和营养物质缺乏的耐受性。低温保存菌种也是基于这一原理。生化实验中测定酶活性时,应严格控制反应液的温度。酶制剂应保存在冰箱中,从冰箱中取出后应立即应用,以免发生酶的变性。

                    四、pH对反应速度的影响

    酶分子中的许多极性基团,在不同的pH条件下解离状态不同,其所带电荷的种类和数量也各不相同,酶活性中心的某些必需基团往往仅在某一解离状态时才最容易同底物结合或具有最大的催化作用。此外,许多底物与辅酶(如  ATP、 NAD+、辅酶 A、氨基酸等)也具有解离性质,购的改变也可影响它们的解离状态,从而影响它们与酶的亲和力。因此,pH的改变对酶的催化作用影响很大(图4—9)。酶催化活性最大时的环境pH称为酶促反应的最适 pH(optimum pH)。虽然不同酶的最适 pH各不相同,但除少数(如胃蛋白酶的最适 pH约为1.8,肝精氨酸酶最适 pH为 9.8)外,动物体内多数酶的最适pH接近中性。    最适 pH不是酶的特征性常数,它受底物浓度、缓冲液的种类与浓度、以及酶的纯度等因素的影响。溶液的 pH高于或低于最适 pH时,酶的活性降低,远离 pH时甚至会导致酶的变性失活。在测定酶的活性时,应选用适宜的缓冲液以保持酶活性的相对恒定。

                      五、抑制剂对反应速度的影响

    凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白变性的物质统称做酶的抑制剂(inhibitary)。抑制剂多与酶的活性中心内、外必需基团相结合,从而抑制酶的催化活性。除去抑制剂后酶的活性得以恢复。根据抑制剂与酶结合的紧密程度不同,酶的抑制作用分为可逆性抑制与不可逆性抑制两类。

    (-)不可逆性抑制作用

不可逆性抑制作用(irreversible inhibition)的抑制剂通常以共价键与酶活性中心上的必需基团相结合,使酶失活。此种抑制剂不能用透析、超滤等方法予以去除。农药敌昆虫、敌敌畏、1059等有机磷化合物能特异地与胆碱酯酶(choline esterase)活性中心丝氨酸残基的羟基结合,使酶失活。乙酸胆碱的积蓄造成迷走神经兴奋而呈现毒性状态。这些具有专一作用的抑制剂常被称为专一性抑制剂。

低浓度的重金属离子(如Hg2+、Ag3+等)及 As3+可与酶分子的巯基结合,使酶失活。由于这些抑制剂所结合的流基不局限于必需基团,所以此类抑制剂又称为非专一性抑制剂。化学毒气路易士气(Lewisite)是一种含砷的化合物,它能抑制体内的巯基酶而使人畜中毒。

这些中毒可用药物防护和解毒。解磷定(pyridine aldoxime methyliodide,PAM)可解除

有机磷化合物对羟基酶的抑制作用。重金属盐引起的流基酸中毒可用二流基丙醇(British anti-Lewisite,BAL)解毒。BAL含有2个一SH基,在体内达到一定浓度后,可与毒剂结

合使酶恢复活性。

   (二)可逆性抑制作用

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