很多藥物都是酶的競爭性抑制劑。例如磺胺藥與對氨基苯甲酸具有類似的結(jié)構(gòu)(如圖2-15),而對氨基苯甲酸、二氫喋呤及谷氨酸是某些細菌合成二氫葉酸的原料,后者能轉(zhuǎn)變?yōu)樗臍淙~酸,它是細菌合成核酸不可缺少的輔酶。由于磺胺藥是二氫葉酸合成酶的競爭性抑制劑,進而減少菌體內(nèi)四氫葉酸的合成,使核酸合成障礙,導(dǎo)致細菌死亡。抗菌增效劑-甲氧芐氨嘧啶(TMP)能特異地抑制細菌的二氫葉酸還原為四氫葉酸,故能增強磺胺藥的作用。
圖2-15 磺胺藥物的抑菌作用
2.非競爭性抑制(non-competitive inhibition)
(1)含義和反應(yīng)式
抑制劑I和底物S與酶E的結(jié)合完全互不相關(guān),既不排斥,也不促進結(jié)合,抑制劑I可以和酶E結(jié)合生成EI,也可以和ES復(fù)合物結(jié)合生成ESI。底物S和酶E結(jié)合成ES后,仍可與I結(jié)合生成ESI,但一旦形成ESI復(fù)合物,再不能釋放形成產(chǎn)物P。醫(yī)學(xué)全在線www.med126.com
I和S在結(jié)構(gòu)上一般無相似之處,I常與酶分子上結(jié)合基團以外的化學(xué)基團結(jié)合,這種結(jié)合并不影響底物和酶的結(jié)合,增加底物濃度并不能減少I對酶的抑制程度。
圖2-16 非競爭性抑制
(2)反應(yīng)速度公式及作圖
按米氏公式推導(dǎo)方法可演算出非競爭性抑制時,抑制劑、底物濃度和反應(yīng)速度之間動力學(xué)關(guān)系:
以1V分別為橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)作圖,此方程式可繪成非競爭性抑制作用的特性曲線(圖2-16)。
有非競爭性抑制劑存在的曲線與無抑制劑存在的曲線相交于橫坐標(biāo)-1/Km處,縱坐標(biāo)截距,因非競爭性抑制劑的存在而變大,說明該抑制作用,并不影響底物與酶的親和力,而使酶促最大反應(yīng)速度變小。
如賴氨酸是精氨酸酶的競爭性抑制劑,而中性氨基酸(如丙氨酸)則是非競爭性抑制劑。
總上所述,酶的競爭性和非競爭性抑制可通過雙倒數(shù)作圖加以區(qū)別。Vmax不因競爭性抑制劑的存在而改變,Km則不因非競爭性抑制劑的存在而改變。
六、激活劑對酶促反應(yīng)速度的影響
能使酶活性提高的物質(zhì),都稱為激活劑(activator),其中大部分是離子或簡單的有機化合物。如Mg++是多種激酶和合成酶的激活劑,動物唾液中的α-淀粉酶則受Cl-的激活。