16、酶催化的抑制、多底物反应、变构调控与振荡现象

酶催化的抑制、多底物反应、变构调控与振荡现象

1. 酶的松弛时间

酶催化过程中，存在一个与底物浓度和酶浓度相关的松弛时间 $\tau$，其表达式为：
$\tau = \frac{1 + K_{+}^{-1}[R] {eq} + K {-}^{-1}[P] {eq}}{(k {+}K_{+}^{-1} + k_{-}K_{-}^{-1})[E] {0}}$
当酶接近动力学完美状态时，满足一定不等式，此时 $\tau$ 与底物浓度无关，且与酶浓度成反比：
$\tau^{-1} \approx (k {+}K_{+}^{-1} + k_{-}K_{-}^{-1})[E]_{0}$

2. 竞争性和非竞争性抑制

• 酶的作用与调控 ：酶不仅能加速生化反应，还能对其进行控制。存在使活性酶失活（抑制）和使非活性酶激活的机制。
• 竞争性抑制 ：
  • 多数现代药物作为竞争性抑制剂发挥作用，如抗生素干扰病原微生物的代谢，青霉素能不可逆地结合到催化革兰氏阳性细菌细胞壁合成的酶上。
  • 在有竞争性抑制剂 $I$ 存在时，除了基本反应，还会发生反应 $E + I \rightleftharpoons^{k_{+I}} {k {-I}} E’$，$E’$ 为酶的非活性形式。
  • 酶分子数守恒条件为 $[E] + [M] + [E’] = [E]_{0} = const.$。
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