临床助理医师考试生物化学答疑：影响酶促反应速度的因素

　　1. 酶浓度

　　在酶促反应体系中所用的酶制品中不含抑制物，作用物的浓度又足够大，使酶达到饱和，则反应速度与酶浓度成正比。

　　2. 作用物浓度

　　如果我们用作用物浓度对反应速度作图可以看出酶促反应呈双曲线形，即当作用物浓度很低时，反应速度（V）随着作用物浓度（[S]）的增高，成直线比例上升。而当作用物浓度继续增高时，反应速度增高的趋势逐渐缓和。一旦当[S]达到相当高时，反应速度不再随[S]的增高而增高，达到了极限最大值，称最大反应速度（Vmax）。当反应速度为最大反应速度一半时的[S]为Km值，Km值亦称米氏常数，为酶的特征性常数。不同的酶Km 值不同，同一种酶对不同作用物有不同的Km值。各种同工酶的Km 值不同，也可借Km 以鉴别之。上述反应过程经过数学推导可得出一方程式，即米氏方程：

V= V_max[S]/K_m+[S]

　　3. 温度

　　酶对温度的变化极敏感。若自低温开始，逐渐增高温度，则酶反应速度也随之增加。但到达某一温度后，继续增加温度，酶反应速度反而下降。这是因为温度对酶促反应有双重影响。高温度一方面可加速反应的进行，另一方面又能加速酶变性而减少有活性酶的数量，降低催化作用。当两种影响适当时，即既不因温度过高而引起酶损害，也不因过低而延缓反应进行时，反应速度最快，此时的温度即为酶的最适温度。温血动物组织中，酶的最适温度一般在37℃至40℃之间。仅有极少数酶能耐受较高的温度，例如，TagDNA 聚合酶在90℃以上仍具有活性。还有些酶，在较高温度下虽然不表现活性，但却表现为热稳定性，如胰蛋白酶在加热到100℃后，再恢复至室温，仍有活性。大多数酶加热到60℃已不可逆地变性失活。酶的最适温度与酶反应时间有关。若酶反应进行的时间短暂，则其最适温度可能比反应进行时间较长者高。

　　4. 酸碱度

　　酶活性受其所在环境pH 的影响而有显著差异。其原因是酶的催化作用主要决定于活性中心及一些必需基团的解离状态，有的需呈正离子状态，有的需呈负离子状态，有的则应处于不解离状态，这就需要一定的pH 环境使各必需基团处于适当的解离状态，使酶发挥最大活性。通常只在某一pH 时，其活性最大，此pH 值称为酶的最适pH.pH 偏离最适pH 时，无论偏酸或偏碱，都将使酶的解离状况偏离最适状态，使酶活性降低。各种酶的最适pH 不同，但大多为中性、弱酸性或弱碱性。少数酶的最适pH 远离中性，如胃蛋白酶的最适pH 为1.5，胰蛋白酶的最适pH 为7.8.

　　5. 激活剂

　　有些物质能增强酶的活性，称为酶的激活剂。激活剂大多为金属离子，如Mg2+ 、K+ 、Mg2+ 等。少数为阴离子，如Cl- 能增强唾液淀粉酶的活性，胆汁酸盐能增强胰脂肪酶的活性等。其激活作用的机制，有的可能是激活剂与酶及作用物结合成复合物而起促进作用，有的可能参与酶的活性中心的构成等。

　　6. 抑制剂

　　有些物质（不包括蛋白质变性因子）能减弱或停止酶的作用，此类物质称为酶的抑制剂。抑制剂多与酶的活性中心内、外的必需基团结合，抑制酶的催化活性。如果能将抑制剂去除，酶仍表现其原有活性。

　　（1）不可逆性抑制 抑制剂与酶活性中心的必需基团形成共价结合，不能用简单透析、稀释等方法除去，这一类抑制剂称为不可逆性抑制剂；所引起的抑制作用为不可逆性抑制作用。化学毒剂，如农药1059、敌百虫等有机磷制剂即属此类。它们的杀虫或机体中毒作用主要是特异地与胆碱酯酶活性中心的丝氨酸羟基结合，使酶失活。乙酰胆碱不能被失活的胆碱酯酶水解而蓄积，引起迷走神经持续兴奋发生中毒症状。

　　（2）可逆性抑制

　　抑制剂以非共价键与酶或中间复合物发生可逆性结合，使酶活性降低或消失，应用简单的透析、稀释等方法可解除抑制，这种抑制剂称为可逆性抑制剂。可逆性抑制剂引起的抑制作用为可逆性抑制作用。可逆性抑制作用的类型可分为下列三种。

　　竞争性抑制　有些可逆性抑制剂与作用物结构相似，能和作用物竞争酶的活性中心，使酶不能与作用物结合，抑制酶促反应，称为竞争性抑制。这类抑制剂称为竞争性抑制剂。因为抑制剂与酶的结合是可逆的，所以酶促反应抑制程度取决于作用物、抑制剂与酶的亲和力及二者浓度的相对比例。在竞争性抑制过程中，若增加作用物的浓度，则竞争时作用物占优势，抑制作用可以降低，甚至解除，这是竞争性抑制的特点。例如，琥珀酸脱氢酶可催化琥珀酸的脱氢反应，却不能催化丙二酸或戊二酸发生脱氢反应。但二者与琥珀酸结构类似，均为琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂。又如，磺胺类药物对多种细菌有抑制作用。这是因为细菌的生长繁殖有赖于核酸的合成，而磺胺药的结构与核酸合成时所需的四氢叶酸中的对氨基苯甲酸结构相似，因而能与相应的酶竞争结合，抑制细菌。

　　非竞争性抑制　有些非竞争性抑制剂可与活性中心外的必需基团结合，而不影响作用物与酶的结合，两者在酶分子上结合的位点不同。这样形成的酶-作用物-抑制剂复合物不能释放产物，这种抑制作用不能用增加作用物的浓度消除抑制，故称非竞争性抑制。

　　反竞争性抑制　此类抑制剂与非竞争性抑制剂不同，它只能与酶-作用物复合物结合，而不与游离酶结合，这种抑制作用称为反竞争性抑制。

　　相关习题：

　　1. Km 值是指反应速度为0.5Vmax时的

　　A. 酶浓度

　　B. 底物浓度

　　C. 抑制剂浓度

　　D. 激活剂浓度

　　E. 产物浓度

　　 答案：B

　　【解析】本试题考核底物浓度对酶促反应速度的影响，Km 值是米氏常数，指的是当酶促反应速度达到0.5Vmax时的底物浓度。

　　2.某些有机磷制剂，如敌百虫能与酶活性中心的丝氨酸残基上的羟基牢固结合，从而抑制此酶的活性，试问敌百虫属于

　　A. 竞争性抑制剂

　　B. 不可逆抑制剂

　　C. 反竞争性抑制剂

　　D. 变构抑制剂

　　E. 非竞争性抑制剂

　　 答案：B

　　【解析】本试题考核抑制剂对酶促反应的影响。

　　3.竞争性抑制时，酶促反应表现Km 值的变化是

　　A. 增大

　　B. 不变

　　C. 减小

　　D. 无规律

　　E. Km=Vmax

　　 答案：A

　　【解析】竞争性抑制剂与酶活性中心的必需基团相结合，影响酶与底物的结合。故此抑制剂影响酶对底物的亲和力，因此其Km 值增大。但提高底物浓度可降低抑制剂的抑制作用甚至消失，使最大反应速度（Vmax）不变。故本题应选A.