酶的抑制简介

2024-02-27 12:32:09植物种植0170

酶的抑制简介,第1张

酶的抑制简介
导读：目录 1 拼音 2 注解 1 拼音 méi de yì zhì 2 注解酶的抑制是指酶催化活性的降低或完全丧失（失活）。毒害或抑制酶活性的物质叫做抑制剂（inhibitor）。对抑制剂的研究可以

目录 1 拼音 2 注解 1 拼音

méi de yì zhì

2 注解

酶的抑制是指酶催化活性的降低或完全丧失（失活）。毒害或抑制酶活性的物质叫做抑制剂（inhibitor）。对抑制剂的研究可以协助了解底物的专一性，酶活性部位的功能基，酶的催化机理或阐明物质代谢的途径等。某些药物或毒品之所以有效，也因为它们是一定酶的抑制剂。酶的抑制分为不可逆抑制和可逆抑制两类。

不可逆抑制在不可逆抑制中，酶和抑制剂结合得很紧密，以致抑制剂从酶解离得非常慢，例如二异丙基氟磷酸（DFP）对乙酰胆堿酯酶的抑制。乙酰胆堿酯酶是神经传导所必需的，这酶的抑制引起生命功能的迅速削弱。DFP与酶活性部位的丝氨酸残基反应，生成无催化活性的二异丙基磷酰酶。许多神经毒气和农药有剧毒，也是因为它们与乙酰胆堿酯酶活性部位丝氨酸残基的羟基结合而使酶失活。

可逆抑制酶的可逆抑制又分为竞争性抑制和非竞争性抑制两种类型。

竞争性抑制竞争性抑制剂往往和底物在结构上

有某些相似之处，二者可能竞争与酶分子的同一部位结合。增加底物的浓度可以减弱这种抑 *** 用。丙二酸（HOOC—CH2—COOH）抑制琥珀酸脱氢酶催化的琥珀酸（HOOC—CH2—CH2—COOH）脱氢作用是一个典型的例子。对氨基苯甲酸逆转磺胺药物对细菌生长的抑 *** 用也是由于竞争性抑制，对氨基苯甲酸是细菌的一种维生素，细菌依赖它合成代谢所必需的叶酸。许多抗代谢的抗癌药物如5氟尿嘧啶和6巯基嘌呤几乎都是酶的竞争性抑制剂。

非竞争性抑制非竞争性抑制剂和底物可能分别与酶的不同部位结合。抑制剂与酶的结合并不妨碍酶再与底物结合，但所形成的酶—底物—抑制剂复合

非竞争性抑制

1酶的活性部位

2抑制剂与酶的结合部位

3抑制剂与酶的结合使酶变形

4底物与抑制剂能同时与酶结合

5无抑制剂时生成产物

6抑制剂的存在使产物生成的作用减慢

物的催化活性很低或完全没有催化活性、单纯增加底物浓度不能减弱这类抑 *** 用。最重要的非竞争性抑制剂是一些金属离子。

蛋白质是生物体结构和功能的基本单位。研究蛋白质，有两大类不同研究的思路。一种是分子生物学研究，其研究对象为大量的蛋白质分子(例如western blotting中μg级别的上样量，ELISA的ng/ml级别检出限<大概也是μg级别>)。它观察蛋白质分子群体的平均行为，如研究信号通路中上游蛋白引起下游蛋白的激活或失活等。另一类是分子动力学研究，其研究对象为蛋白质分子个体，既有计算机模拟，也有实验 *** (如核磁共振动力学)，后者是前者的补充。

以蛋白质磷酸化激活为例，蛋白质分子的变化不是仅仅磷酸化/非磷酸化(激活/失活)两种状态之间开关式变化，而是一个构象动态变化的过程，微弱的结构变化如何引起显著的功能改变，这是分子生物学所不及的，需要分子动力学研究。任何科研都有足够代表性样本的要求，分子动力学也不能脱离该原则。但它往往以时间点的重复性采样弥补个体重复性的不足。

对蛋白质进行分子动力学模拟的最终目标，就是蛋白质动力学的研究内容。如果了解了蛋白质动力学的研究思路，无疑会使分子动力学模拟的结果分析更加深入、更好地服务医学研究。

1以“能量”衡量状态的思路

与分子生物学研究思路不同，分子动力学的研究喜欢用”能量”来衡量分子动态变化中的某个状态点，并以此判断其变化的原因和结局，这有点类似物理和化学的研究，也是我以前没有体验过的思维方式。所以它一直在“能量—结构—功能”环中的“能量—结构”上，而分子生物学一般只考虑“功能”自身的环路。

自由能景观图谱(free energy landscape)是可视化蛋白质的能量–结构关系的工具。在自由能景观图中，z轴为能量，单位是KJ/mol。x和y轴是反应坐标，若是有太多的维度，它们可以是主成分分析的PC1和PC2。它的基础是，不同的能量决定了蛋白不同的空间构象，构象互变的速度则取决于不同构象间的能垒(energy barrier)大小。蛋白的相对构象或者能量状态可以被功能改变(例如磷酸化等共价修饰)，也可以改变功能(与其它蛋白质相互作用)。所以说，能影响蛋白能量状态的因子可能会影响蛋白质的功能。

能量驱使了多肽链折叠成具有三维结构的蛋白质，同时也控制着蛋白质三维结构的转换，进而影响其功能。蛋白质上氨基酸残基的突变可能会影响其三维结构或者功能，这也可以用ΔG衡量。

2“构象 *** ”和“动态性”

在宏观看来，蛋白质处于两种状态间，如磷酸化和去磷酸化。但蛋白质分子实际上按照熵增的规律，存在多种状态，是各种构象组合起来的整体。这种现象可以见于各种情况：侧链、活性位点、二级结构、蛋白质折叠等等。

在分子动力学模拟中可以看到，蛋白质不是被动的on或者off，而是不断地处于运动中。直观上最明显的运动方式是振动，这反应了分子以更低势能点(可能是局部的)为平衡点，在其附近不断的来回运动。在外部因素的作用下，这种运动会远离平衡点，直到另一个更低势能点。

有可能振动本身也影响着化学物的生物活性。前段时间看BBC科普片《量子的故事》，讲述一个例子，形状差异很大的两个分子(苯甲醛和氢氰酸)产生相同的嗅觉(苦杏仁味)。科学家认为，化学键的振动引起受体的共振。通过改变振动(重氢代替氢)，而不是化学结构，确认了这一个假设。他们认为，配体-受体先通过锁-匙原理靠近结合，然后通过共振传递信息。

3蛋白质动力学补充分子生物学的微观解释: 几个例子

同源二聚体CAP与cAMP结合后，与第二个cAMP的亲和力下降，蛋白的运动速度变慢，从微秒级上升到了毫秒级(成为“固化rigidification“)，但是蛋白的整体结构并没有发生改变。所以这种分子生物学变化只是蛋白动力学发生了改变。钙调蛋白不同结构域与钙离子结合后，以不同的方式改变钙调蛋白内在的动力学特性，达到调节钙调蛋白亲和力的目的，这一点是分子生物学无法解释的。 *** 与μ阿片受体结合后，会引起与之结合的α2A肾上腺素能受体的构象发生改变，进而又会抑制与之相连的G蛋白活化并抑制下游的信号通路，这其中并没有蛋白质修改的改变。WASP蛋白的VCA结构域通常都被临近的GBD结构域所抑制。WASP激动剂与WASP结合后，通过别构作用取消GBD结构域的抑 *** 用，这种变化也是通过蛋白质动力学实现的。

总之，分子生物学里，讨论蛋白质结构改变引起功能改变时，一般认为这些结构变化是蛋白质翻译后修饰、聚体的形成等“质”的变化，这些变化伴随显著的结构变化。蛋白质动力学却提示分子动力学式的变化也会改变蛋白质的功能，特别是小分子配体与蛋白质结合引起后者功能改变(这是我所关心的)。看了这些例子，我想起了咏春拳所谓的寸劲，即发力时距离之短促，不需要大起大落的运动也能击打敌人。

荜茇又称荜拨、鼠尾，为胡椒科植物荜茇的未成熟果穗。其性热，味辛，具有温中、散寒、下气、止痛的功效，常用于治疗心腹冷痛、呕吐吞酸、肠鸣泄泻、冷痢、阴疝、头痛、鼻渊、齿痛等症，为治疗脾肾虚寒之要药。药用有从印尼、菲律宾和越南等国进口，我国云南、广东等地亦产。市场上有用同科植物假蒟未成熟的果穗冒充荜茇使用，要注意鉴别。

真品荜茇

果穗呈圆柱状，稍弯曲，长2～4．5厘米，直径5～8毫米。总果柄多己脱落。表面黑褐色，由多数细小的瘦果聚集而成，排列紧密整齐，形成交错的小突起。小瘦果略呈圆球形，被苞片，直径约1毫米；质坚硬，断面微红，胚乳白色；闻之有特异的香气，味麻辣，类似胡椒。

伪品假蒟

外观呈长椭圆形，长0．8～2厘米，直径0．4～0．8厘米，身长比正品短，基部近无果柄，表面黑棕色或黄棕色，亦有多数卵形或球形小浆果突起，但排列不整齐，表面亦无苞片；质较硬而脆，易折断，断面可见球状红棕色种子；闻之无真品荜茇的特殊香气，仅有微香，辣味也稍逊正品，且无麻舌的感觉。

现代药理研究证实，荜茇提炼出的精油对白色及金**葡萄球菌、枯草杆菌、蜡样芽胞杆菌及大肠杆菌等多种致病菌均有抑 *** 用，而伪品假蒟不具有上述功效，故不可代替荜茇药用，误用伪品会贻误治疗，故应仔细辨别。

由于非等位基因相互作用而影响性状表现的现象叫基因互作。

基因互作是指非等位基因之间通过相互作用影响同一性状表现的现象。广义上，基因互作可分为基因内互作和基因间互作。基因内互作是指等位基因间的显隐性作用。基因间互作是指不同位点非等位基因之间的相互作用，表现为互补，抑制，上位性等。

荜茇，又名荜拔、毕勃，唐代所颁《新修本草》，以及两晋南北朝时的《雷公炮炙论》和宋代的《开宝本草》等医药名著中均有记载。

国内主产云南、广东、广西、福建、海南等地；国外主产印度尼西亚、菲律宾、越南、尼泊尔、斯里兰卡、马来西亚等地。为胡椒科植物荜茇的干燥近成熟或成熟果实，即与大家熟悉的胡椒为同科植物，且同属温中散寒药和芳香类调味品。

荜茇味辛辣带麻，性温热，入脾、胃、大肠经。中医界定的功效为温中散寒、下气止痛，即能温化脾胃滞留的寒湿之气，而驱除寒湿或脾胃虚寒所致的疼痛，主要用于胃寒呕吐呃逆、脘腹冷痛、寒疝腹痛、牙痛、偏头痛、冠心病胸痛，以及肠胃虚寒引起的泄泻，或寒湿积滞、不思饮食等症。

荜茇引作调味品，并被列入芳香类调味品，主要取其矫味增香作用，与八角茴香、小茴香、肉桂、丁香、孜然、高良姜、咖喱、玫瑰花、桂花、芝麻等作成复合性调料，或用于较长时间的腌制，使其味渗透到原材料的内部后，再采用烧、烤、烩、卤、酱、炸、涮等法烹制。且常用于粤菜卤水和重庆火锅料的配方。作为烹饪调料，在福建、云南、广西、广东等地用之稍多。

荜茇与胡椒同用，可作牛肉、羊肉、鹿肉及海洋鱼肉的调料，如荜茇、砂仁、陈皮共研碎，纳入大黄鱼鱼腹中，再加入胡椒粉及大葱、食盐、酱油等佐料，可腌制出味道鲜美的鱼肉。

另外，荜茇粉尚可添加在甜点中，配入水果汁液或部分蔬菜烹调中和乳制品中。但荜茇在普通百姓餐厨中尚不常见，不宜大量、长期使用。

荜茇主含胡椒碱、挥发油等成分。对白色及金**葡萄球菌、枯草杆菌、大肠杆菌、痢疾杆菌等有抑 *** 用，具有调节胃肠运动、抗胃溃疡等作用。但因辛燥之性较大，味略带麻，荜茇使用不如胡椒普遍，即临床使用中尚不属很常用的中药。

荜茇配方进入中药汤剂，仅用15 3g。治疗虫牙疼痛，可单用研粉擦牙，或与胡椒等分研粉，做成芝麻大小的丸粒，塞入龋齿孔中，有较好止痛效果。

荜茇内服不宜过量、久服，古代药物学著作中曾指出“久服定泄真气，令人肠虚下垂”；“多用令人目昏”。当代中药学著作中称：“阴虚火旺者忌用”、“孕妇、儿童慎用。”

END

供稿：湖南中医附一药学部

荜茇根

(《本草拾遗》)

异名荜拨没(《本草拾遗》)。

来源为胡椒科植物荜茇的根，植物形态详"荜茇"条。

化学成分根含胡椒碱、荜茇明碱、荜茇明宁碱。茎含荜茇明碱。