酶抑制

酶抑制剂是降低活性的分子例如,抑制剂的知识可以用于开发药物或生化途径的研究,因为抑制剂提供了一种干扰这些途径的方法。酶抑制剂可以是不可逆的,也可以是可逆的;不可逆抑制剂通过各种机制破坏酶,降低酶的活性,而可逆抑制剂保持酶的功能。我们要研究的抑制剂是可逆抑制剂[1]。

类型的抑制

酶抑制剂的作用机制可分为3大类:竞争性抑制剂、非竞争性抑制剂和混合抑制剂。竞争性抑制剂通过与底物竞争结合酶的活性位点发挥作用;非竞争性抑制剂在与活性位点不同的位点上与酶-底物复合物结合,但它们不能单独与酶结合,而混合抑制剂可以在与活性位点[1]不同的位点上与酶和酶-底物复合物结合。

酶抑制的机制可以被认为是延伸到Michaelis-Menten机制而竞争抑制和非竞争抑制可以看作是混合抑制的一种特殊情况(见图1.a),其中K和K '分别为EI和ESI配合物的解离常数。采用与推导Michaelis-Menten方程相同的方法(详细推导见[2]),可得混合抑制方程如下:

V0= V马克斯•[S] / K•α+ [S]•α'

其中α = 1+[I]/Kand α ' = 1+[I]/K '

就像Michealis-Menten方程一样,这个方程可以重新排列以符合双倒数图:

1 / V0=α' / V马克斯+ K•α/ V马克斯•1 / [S]

α’> 1和α’> 1则是混合抑制;对于竞争性抑制,α′= 1;对于非竞争性抑制,α = 1。因此,对于3种不同类型的抑制,得到了3种不同的方程Lineweaver-Burk动力学数据图可以揭示抑制剂的抑制类型(见图1)。B, 1.c, and 1.d)[1,2]。

顶部是图1。说明整个酶促反应和酶抑制机制的一个延伸。酶促反应由不同的步骤组成,如图从左到右所示,酶-底物的形成是整个反应的第一步。这个步骤是双向的,用一个双向箭头表示,反向反应是酶-底物再次分解成酶和底物。下一步是酶-底物分解成酶和产物。同时也说明了酶和酶-底物复合物中抑制剂的加入,其中K I和K ' I分别是酶-抑制剂复合物和酶-底物-抑制剂复合物的解离常数。除了这个反应,还有酶抑制机制,如下所示。这个反应是由酶抑制剂复合物和底物形成酶-底物-抑制剂复合物。这个反应也是双向的,用双向箭头表示,反向反应是酶-抑制剂-底物复合物分解成酶-抑制剂复合物和底物。下图下面是图1。B、1.c、1.d。 These figures show three different Lineweaver-Burk plots showing the 3 major types of inhibition. Figure 1.b illustrates the competitive inhibition, figure 1.c illustrates the mixed inhibition, and figure 1.d illustrates the un-competitive inhibition. All plots have 1 divided by V on the y-axis and 1 divided by the concentration of substrate on the x-axis. Figure 1.b is a graph with three different lines which represent different datasets with varying inhibitor concentrations and they, therefore, have different slopes. All three lines intersect at the same spot on the y-axis. Next to this plot is figure 1.c which is another graph showing the mixed inhibition as three different lines. These lines represent different datasets with varying inhibitor concentrations and the lines all have different slopes and different y-intercepts. Next to this plot is figure 1.d which is a graph showing the uncompetitive inhibition as three different lines. These lines represent different datasets with varying uncompetitive inhibitor concentrations and the lines have the same slopes. However, the three lines intersect at varying spots on the y-axis

图1:图1.;整个酶促反应和酶抑制机制的延伸。图1b、c、d;线韦弗-伯克图显示了3种主要的抑制类型。如果y轴交点相同,但斜率不同,则抑制剂具有竞争性。如果斜率和y轴交点不同,则混合抑制剂。如果斜率相同,但y轴相交不同,则抑制剂无竞争力。

甲醇中毒

这种酶乙醇脱氢酶并不完全针对乙醇;它还能催化其他醇生成醛。其中一种醇是甲醇,它被代谢成甲醛和其他能导致失明或死亡的有毒化合物。甲醇中毒很常见,可以由摄入自制酒精引起。因此,甲醇和乙醇是竞争底物,乙醇实际上是用来防止摄入甲醇后发生中毒的,因为它抑制了ADH催化化合物[4]的氧化。

动力学参数计算

不同抑制剂的动力学参数计算方法详见以下页面:

竞争性抑制

Un-competitive抑制

混合/非竞争性抑制

参考文献

  1. Lehninger,阿尔伯特·l·;纳尔逊,大卫·l·;迈克尔·m·考克斯(2008)。生物化学原理(5日ed)。纽约,纽约州:W.H.弗里曼公司。ISBN 978-0-7167-7108-1。

  2. 阿特金斯,彼得·w·;胡里奥·德·波拉;罗纳德·弗里德曼(2009)。《量子、物质与变化:物理化学的分子途径》.牛津大学出版社。ISBN 978-0-19-920606-3。

  3. 作者:Beatty, L., Green, R., Magee, K.和Zed, P.(2013)在中毒酒精摄入中使用乙醇和Fomepizole的系统回顾。紧急情况。地中海,Int。2013, 638057年。

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