酶的抑制作用與抑制劑（一）

2020-10-18 lcy1971

使酶活力下降，但不引起酶蛋白變性的作用稱為抑制作用（inhibition）。能引起抑制作用的物質叫做酶的抑制劑（inhibitor）。研究抑制作用有助於對酶的作用機理、生物代謝途徑、藥物作用機制等深入了解。

抑制劑與酶分子上的某些必需基團反應，引起酶活力下降，甚至喪失，但並不破壞整體構象，所以不會使酶變性。造成酶變性的試劑稱為變性劑或失活劑（inactivator）。

抑制作用根據可逆性可分為可逆抑制與不可逆抑制。不可逆抑制(irreversible inhibition) 是指抑制劑通過共價鍵與酶結合，是一個不可逆反應，所以不能用透析、超濾等方法除去。

不可逆抑制劑按照其選擇性，又可分為專一性與非專一性不可逆抑制劑。前者只能與活性部位的基團反應，後者可與多種基團反應。因為酶活性中心基團的化學性質常常比其它基團更活潑，所以各種試劑對兩者的親和力不同。如果抑制劑對活性部位基團的親和力比對其它基團大三個數量級，即為專一性抑制劑。二者的區分並不是絕對的，有時會因作用對象及條件不同，而發生轉化。

有機磷化合物是典型的非專一性不可逆抑制劑，它可與酶活性中心絲氨酸上的羥基牢固結合，從而抑制某些蛋白酶及酯酶（如膽鹼酯酶），引起一系列神經中毒症狀，如肌肉痙攣等，又稱為神經毒劑。二戰中使用過的DFP，邪教組織「奧姆真理教」在東京地鐵中使用的沙林毒氣，以及有機磷殺蟲劑等都屬於此類。

沙林毒氣的結構

當我們需要某肌肉收縮時，首先產生一個神經信號。此信號傳遞到神經-肌肉接頭處時，神經細胞釋放乙醯膽鹼（ACh）促使肌細胞收縮。ACh與肌細胞表面的乙醯膽鹼受體（AChR）結合，通過一系列反應導致肌肉收縮，然後完成使命的乙醯膽鹼會被膽鹼酯酶（AChE）水解。如果膽鹼酯酶被抑制，乙醯膽鹼就會一直起作用，使肌肉持續收縮，導致痙攣。

肌肉收縮與膽鹼酯酶

此外，有機砷、汞化合物能與巰基作用，抑制含巰基的酶。比如路易斯毒氣(CHCl=CHAsCl2)能抑制幾乎所有的巰基酶。某些重金屬可以與酶分子中的巰基反應，產生抑制作用。一些烷化劑，如碘乙酸等滷代烷，可以烷化巰基，抑制酶活。氰化物可以與含鐵卟啉的酶（如細胞色素氧化酶）中的Fe2+結合，從而抑制細胞呼吸。這些都是非專一性不可逆抑制劑。

不可逆抑制本身是一種不可逆反應，但並不是說這種抑制絕對無法逆轉。有機磷與酶結合後雖不解離，但可用肟化物（含-CH=NOH基）把酶上的磷酸根除去，使酶恢復活性。臨床上用的解磷定(PAM)就是此類化合物。有機汞的抑制可用過量巰基化合物如半胱氨酸或還原型穀胱甘肽解除。砷化物的毒性可用過量雙巰基化合物解除，如二巰基丙醇等。它是臨床上重要的砷化物及重金屬中毒的解毒劑。

解磷定

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