抑制剂对酶促反应速率的影响

五、抑制剂对酶促反应速率的影响

酶是蛋白质，凡能使酶蛋白变性而导致酶活力丧失的现象称为酶的失活。凡使酶活力下降，但并不引起酶蛋白变性的现象称为酶的抑制，引起酶抑制作用的物质称为酶的抑制剂。在某些情况下，酶的失活和抑制是很难区分的。

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作用和不可逆性抑制作用两类。

（一）不可逆性抑制作用

有些抑制剂能以比较牢固的共价键与酶蛋白活性中心上的必需基团结合，而使酶失活，这种作用称不可逆性抑制作用（irreversible inhibition）。这种作用不能用透析、超滤等物理方法去除抑制剂，恢复酶活性。例如，农药敌敌畏、敌百虫、1059等有机磷化合物能特异性地与胆碱酯酶活性中心丝氨酸上的羟基结合，使酶失活，见图7-11。

（二）可逆性抑制作用

一些抑制剂与酶蛋白非共价的可逆结合，可以用透析或超滤等方法除去抑制剂而恢复酶的活性。这种抑制作用为可逆抑制作用（reversible inhibition）。按抑制剂对酶动力学的不同影响又可将其抑制作用分为竞争性抑制作用（competitive inhibition）、非竞争性抑制作用（non-competitive inhibition）和反竞争性抑制作用（uncompetitive inhibition）3种基本类型。

1.竞争性抑制作用

这类抑制剂与酶的底物结构相似，可与底物竞争酶的活性中心，从而阻止底物与酶结合形成中间复合物，将这种抑制作用称为竞争性抑制作用。由于抑制剂与酶的结合是可逆的，抑制程度则取决于抑制剂与酶的相对亲和力以及与底物浓度的相对比例。其反应过程见图7-12。

在竞争性抑制作用中，最典型的例子是丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制，因为丙二酸是二羧酸化合物，与这个酶的正常底物琥珀酸结构上很相似。丙二酸与酶的亲和力远大于琥珀酸与酶的亲和力，当丙二酸的浓度仅为琥珀酸浓度的1/50时，酶的活性便被抑制50%。若增大琥珀酸的浓度，此抑制作用可被减弱。

2.非竞争性抑制作用

这类抑制剂不影响酶与底物的结合，酶和底物的结合也不影响酶与抑制剂的结合。也就是说，酶可以同时与底物及抑制剂结合（形成ESI复合物），两者没有竞争关系，但ESI复合物不能形成产物，由于抑制剂不与底物竞争酶的活性中心，故把这种抑制作用称为非竞争性抑制作用。非竞争性抑制作用的强弱取决于抑制剂的绝对浓度，不能用增强底物浓度来消除抑制剂的抑制作用。其反应过程见图7-13。

例如淀粉被α-淀粉酶水解时，麦芽糖的存在能抑制该酶的催化作用，这就是非竞争性抑制的例子。

3.反竞争性抑制作用

与上述两种抑制作用不同，此类抑制剂只与酶和底物形成的酶—底复合物结合，使反应中酶—底复合物减少。这样，既减少从酶—底复合物转化为产物的量，也同时减少从酶—底复合物解离出游离酶和底物的量。其反应过程见图7-14。

综上所述，已知的酶抑制剂种类很多，但由于其毒性和对食品风味的影响，使得酶抑制剂在食品工业中的实际应用仍寥寥无几。