第三節(jié) 影響酶促反應(yīng)速度的因素

酶促反應(yīng)速度受酶濃度和底物濃度的影響，也受溫度、pH值、激活劑和抑制劑的影響。了解影響酶促反應(yīng)速度的各種因素，對酶含量測定、疾病的診斷和治療等都有指導(dǎo)意義。

一、酶濃度的影響

在最適條件和底物濃度足夠大時，酶促反應(yīng)速度與酶濃度成正比（圖3-4）。即酶濃度越高，反應(yīng)速度越快。

二、底物濃度的影響

在酶濃度及其他條件不變的情況下，底物濃度對酶促反應(yīng)速度的影響呈矩形雙曲線（圖3-5）。在底物濃度很低時，反應(yīng)速度隨底物的增加而增加，兩者呈近似正比關(guān)系。隨著底物濃度的繼續(xù)升高，反應(yīng)速度的增高趨勢漸緩。若再繼續(xù)增大底物濃度，反應(yīng)速度不再增加，達到最大速度，此時酶的活性中心已被底物飽和，稱為底物飽和現(xiàn)象。

三、溫度的影響

溫度對酶促反應(yīng)速度的影響具有雙重性。在最適溫度范圍內(nèi)，酶活性最強，酶促反應(yīng)速度最大。恒溫動物組織中酶的最適溫度一般在37～40℃，人體內(nèi)最適溫度接近體溫。在最適溫度以下，溫度升高，酶促反應(yīng)速度加快；當(dāng)溫度升高到一定范圍后，酶可發(fā)生變性而降低催化活性。溫度升高到60℃以上時，大多數(shù)酶開始變性；80℃時，多數(shù)酶的變性不可逆轉(zhuǎn)（圖3-6）。

溫度對酶促反應(yīng)速度的影響在臨床上具有指導(dǎo)意義。低溫能降低酶活性，但一般不破壞酶，溫度回升后，酶又恢復(fù)活性。所以酶制劑和酶檢測標(biāo)本（如血清、血漿等）應(yīng)在冰箱中低溫（0～4℃）保存。高溫滅菌就是利用高溫使酶變性失活這一原理。

四、pH的影響

一種酶在不同pH條件下活性不同，酶促反應(yīng)速度最大時的pH稱為酶的最適pH。生物體內(nèi)大多數(shù)酶的最適pH接近中性，但也有例外，如肝精氨酸酶的最適pH在9.8左右，胃蛋白酶的最適pH大約為1.8。臨床上根據(jù)胃蛋白酶的最適pH偏酸的這一特點，配制助消化的胃蛋白酶合劑時加入一定量的稀鹽酸，使其發(fā)揮更好的療效。

溶液的pH高于或低于酶的最適pH時，酶的活性降低，遠離最適pH時還會導(dǎo)致酶的變性失活。在測定酶的活性時，應(yīng)選用適宜的緩沖液以保持酶活性的相對恒定。

五、激活劑的影響

凡是能使酶由無活性變?yōu)橛谢钚曰蚴姑富钚栽黾拥奈镔|(zhì)稱為酶的激活劑。激活劑包括無機離子和小分子有機物，如Mg2+、K+、Mn2+、Cl-及膽汁酸鹽等。其中，大多數(shù)金屬離子激活劑對酶促反應(yīng)是不可缺少的，否則酶將失去催化活性，這類激活劑稱為必需激活劑，如Mg2+是激酶的必需激活劑；有些激活劑不存在時，酶仍有一定的催化活性，但催化效率較低，加入激活劑后，酶的催化活性顯著提高，這類激活劑稱為非必需激活劑，如Cl-是淀粉酶的激活劑。

六、抑制劑的影響

能使酶的催化活性下降或喪失而不引起酶變性的物質(zhì)稱為酶的抑制劑。酶的抑制作用分為不可逆性抑制和可逆性抑制兩類。

（一）不可逆性抑制

抑制劑與酶分子以共價鍵相結(jié)合，使酶失活，這類抑制劑不能用透析方法去除，此種抑制方式稱為不可逆性抑制。在臨床上可用某些藥物解除這種抑制作用，使酶恢復(fù)活性。

例如，某些重金屬離子Hg2+、Ag+、Pb2+等可與酶分子的巰基（-SH）結(jié)合，使含巰基的酶失去活性?；瘜W(xué)毒劑路易士氣是一種含砷化合物，能抑制體內(nèi)巰基酶而使人畜中毒。重金屬鹽引起的巰基酶中毒可用二巰基丙醇或二巰基丁二酸鈉解毒。

又如，膽堿酯酶催化乙酰膽堿水解生成膽堿和乙酸。農(nóng)藥有機磷殺蟲劑敵百蟲、敵敵畏、1059等，能專一性地與膽堿酯酶活性中心結(jié)合，使酶失去活性，不能催化乙酰膽堿水解，乙酰膽堿堆積造成副交感神經(jīng)興奮，表現(xiàn)出惡心、嘔吐、多汗、肌肉震顫、瞳孔縮小、驚厥等一系列中毒癥狀。臨床上常采用氯解磷定治療有機磷化合物中毒。

不可逆性抑制作用的強度與抑制劑的濃度、作用的時間有關(guān)。抑制劑濃度越高，時間越長，抑制作用越強，甚至酶的活性難以恢復(fù)。

（二）可逆性抑制

抑制劑與酶分子以非共價鍵相結(jié)合，使酶活性降低或喪失，這類抑制劑能用透析或超濾的方法去除，使酶活性恢復(fù)，此種抑制方式稱為可逆性抑制?？赡嫘砸种瓶煞殖筛偁幮砸种坪头歉偁幮砸种啤?/p>

1．競爭性抑制 抑制劑與底物結(jié)構(gòu)相似，能與底物競爭酶的活性中心，從而阻礙酶與底物結(jié)合，使酶促反應(yīng)速度降低，這種抑制作用稱為競爭性抑制。競爭性抑制抑制作用的強弱取決于抑制劑與底物的相對濃度。在抑制劑濃度不變的情況下，增加底物濃度能減弱抑制劑的抑制作用。

例如，磺胺類藥物是酶的競爭性抑制劑，它抑制細菌體內(nèi)二氫葉酸合成酶的活性，起抑制細菌生長的作用。對磺胺藥敏感的細菌，不能利用環(huán)境中的葉酸，而需在菌體內(nèi)二氫葉酸合成酶的催化下，由對氨基苯甲酸、二氫蝶呤、谷氨酸合成二氫葉酸（FH2）。FH2進一步還原為四氫葉酸（FH4）, FH4是細菌合成核苷酸不可缺少的輔酶?；前匪幍慕Y(jié)構(gòu)與對氨基苯甲酸結(jié)構(gòu)相似，可競爭性的抑制細菌的二氫葉酸合成酶，從而抑制了FH2的合成，進而減少FH4的合成，引起核酸合成障礙從而抑制了細菌的生長繁殖。人體能直接利用食物中的葉酸，所以不受磺胺藥的干擾。根據(jù)競爭性抑制的特點，在使用磺胺類藥物時，必須保持血液中藥物的有效濃度，才能發(fā)揮抑菌效果。

2．非競爭性抑制 抑制劑與底物結(jié)構(gòu)不相似，不能與底物競爭酶的活性中心，而是與活性中心外的必需基團部位結(jié)合，底物與抑制劑間無競爭關(guān)系，這種抑制作用稱為非競爭性抑制。抑制程度取決于抑制劑本身濃度，不能用增加底物濃度的方法消除抑制作用。