酶活性的调节

酶活性能受调节，使之有利于对代谢过程的控制和代谢过程对环境的适应。有些物质与酶和作用物同时存在时可加大或增强酶的活性这种现象称为酶活性的激动。该种物质称为酶的激动物。有多种金属离子。特别是Mg⁺⁺、Mn⁺⁺、Ca⁺⁺、Na⁺、K⁺等是某些酶的激动物，它们可能在酶与作用物结合时起桥梁作用。反之，有些物质与酶和作用物同时可减小或减弱酶的催化活性。这种现象称为酶活性的抑制，该类物质称为酶的抑制物。由于抑制物的作用机理不同，酶的抑制可再分成数种类型。下面主要介绍酶活性的抑制。
酶活性的抑制或酶的抑制物有两类：
❶可逆性抑制或抑制物。这类物质与酶不形成共价键的结合，当除去抑制物后酶可以完全恢复它原有的活性。
❷不可逆抑制或抑制物，它们与酶以共价键较牢固地结合，往往是永久性地减少或破坏酶的活性。
可逆性抑制
(1) 竞争性抑制： 当一种物质与正常作用物竞争酶的活性中心时，出现竞争性抑制，它与酶形成酶-抑制物复体是可逆的平衡，和酶同作用物结合成酶-作用物复体一样，其有平衡常数K1和作用物常数Ks相对应。
竞争性抑制物的分子结构和正常作用物极为近似，因为它们要结合在酶分子上与作用物结合的部位，该部位为竞争性抑制物所占据后，即不再能与作用物结合，因之降低了酶的催化活性，由于分子结构不同，此种抑制物虽然能同酶结合，有的不能，有的能够被酶催化进行反应。例如丙二酸是琥珀酸（丁二酸）脱氢酶的竞争性抑制物不能被酶脱氢。又如酪氨酸乙酯是糜蛋白酶的竞争性抑制物。可受酶催化水解。
(2) 非竞争性抑制： 抑制物可与E及ES结合。结合后复体无活性。为简化起见EI和ESI的解离常数相同均为K₁。双倒数方程式为：
此种情况抑制物与酶相结合不在与作用物结合的位点。
(3)无竞争抑制：此情况抑制物不与酶(E)直接结合，与ES相结合生成无活性ESI双倒数方程式：Ⅰ浓度不同时各直线平行，斜度为Ⅰ的直线函数，截矩与Ⅰ无干。
增加反应系统中作用物的浓度可以减轻竟争性抑制作用，实际上是相对地减少了抑制物的浓度，增加了作用物浓度。
竞争性抑制作用的Michaelis—Menten动力学可表示如下：E,S,I,P分别代表酶、作用抑制和产物。一旦抑制物或作用物分子与酶结合形成复体EI或ES，酶即不能再与作用物或抑制物分子结合，当抑制物分子足够多时它们将排除作用物而将全部酶结合成EI复体。

酶反应的抑制总结

由1/V与1/S作图可见斜度是Ⅰ的直线函数而截矩与Ⅰ浓度无关。
(4) 别位抑制： 在代谢控制中有所谓反馈控制。即生物合成过程的最终产物可以抑制该代谢过程，俾不致使产物累积过多。这种情况往往是最后产物抑制该过程的开始阶段里的一种酶的活性。例如由苏氨酸生成异亮氨酸的过程中开始步骤的酶是催化苏氨酸脱氨基的酶。这种苏氨酸脱氨酶是由四个亚单位组成，有的亚单位上有与作用物结合的部位（即有催化活性）。此外，尚别有一种具有能与抑制物结合的部位。此别位与抑制物结合时亚单位的构象须先行改变成不能与作用物结合的构象（即无活性构象）。在一般情况下酶以两种构象（有活性及无活性）同时存在并处于可互变的平衡中，而且酶的几个亚单位构象都相同。当有抑制物时，它与失活构象酶结合，从而诱使失活构象形式增多而对酶反应有抑制作用。因为酶亚单位的别位与其它物质结合引起分子构象改变而出现酶活性受激动或受抑制的现象分别称为别位变构激活与别位变构抑制。必须分清此所谓别位并非能与作用物结合的位点。具有结合作用物位点的亚单位称为催化亚单位，具有上述别位的亚单位称为调节亚单位，具有上述性质的酶称为别位酶或别位变构酶。
别位酶的作用物浓度与反应速度之间的关系呈S形曲线。根据Monod等的学说： 别位酶是亚单位的寡聚体，而且其中各亚单位的构象是相同的，因之若其中一个亚单位处于能与作用物结合的构象，其余的亚单位也将处于此种构象，即能与作用物结合发挥催化作用。因之作用物浓度增加时反应速度随之增加，但两种增加之间的数量关系不是Michaelis—Menten酶动力学的双曲线关系而是一种S形曲线。这两种曲线形式不同，是一般酶与所谓别位酶（或称别位变构酶）的一个重要不同之处。

不可逆性抑制 在不可逆抑制作用中抑制物与酶的活性中心（与作用物结合的位点）相结合并形成稳定的共价键。最显著的例子是所谓神经毒气，如二异丙基氟化磷这类有机磷化合物与酶分子中的丝氨酸羟基形成牢固的共价键。神经毒气是致命的，因为胆碱酯酶被结合后乙酰胆碱将在触突处积聚，从而干扰神经冲动的传导，脑遂失去对全体功能如呼吸的控制功能，导致麻痹与死亡。
虽然受不可逆地抑制的酶不可能借着除去过多的自由抑制剂的方法使它再度激活（活化），但是某些化合物可以同与酶共价结合时抑制物相反应。例如2-PAM它是高效的解毒物。它能同与丝氨酸分子里氧相结合的磷起反应，从而使酶复原。