第六节 酶抑制剂
一、酶抑制作用与酶抑制剂 １、酶抑制作用 由于酶分子上的某些必须基团化学性质的
改变，而引起酶活力的下降或丧失，但不使酶 蛋白变性的现象。 ２、酶抑制剂 凡是能作用于酶并可引起酶催化反应速度 降低的物质称为抑制剂。
３、酶抑制剂的重要作用
以人或动物体内的目标酶分子作为药物的靶标：
嘌呤分解代谢产物尿酸有酮式和烯醇式，其烯醇式具有 酸性，经常以钾盐或钠盐形式从尿中排出。由此可见， 此酶是人体内核酸分解代谢的末端酶，在嘌呤碱基的分 解过程中起重要作用。
AMP降解代谢的过程
当机体内嘌呤化合物代谢紊乱时，会导致尿酸增 加。尿酸在关节、肾和结缔组织中的蓄积，引起 痛风病。
黄嘌呤氧化酶抑制剂治疗痛风病是通过抑制黄嘌 呤氧化酶，降低尿酸的生物合成。
分子生物学、细胞生物学、计算机自动化 控制等多种技术的集合使用。（如各种生物芯 片、计算机辅助筛药技术）。
生物芯片：是指将大量不同的生物分子探针 （多肽，核酸）集成到一块（1-2平方厘米） 的载体材料上，而获得的高通量、集成化、并 行化和微型化的检测分析平台。
研究实例
竞争性可逆抑制剂
竞争性可逆抑制剂
喹诺酮类抑制DNA回旋酶，影响DNA合成而发挥杀菌作用；
卡托普利抑制血管紧张素Ⅰ转换酶；
西咪替丁抑制肝药酶。
４、酶抑制剂作用的类型 不可逆抑制作用
可逆抑制作用
二、酶抑制剂的设计与筛选
一、酶抑制剂的设计 １、基于过渡态底物类似物结构的设计。 化学结构类似于过渡态底物的物质其对底物
许多黄嘌呤氧化酶抑制剂都是酶催化底物的类似
物，如Xanthopterin黄蝶呤 、 Isoxanthopterin异黄蝶呤。
别嘌呤醇(Allopurinol)（自杀性底物）
别嘌呤醇(Allopurinol)是次黄嘌呤的位置异构体，N7和 C8的位置互换。结构的相似性，使它作为黄嘌呤氧化酶的 底物起作用。
基因位点；
受体；
酶；
离子通道；
核酸等生物大分子。
选择确定新颖的有效药靶是新药开发的首要任务。迄今已发现作
为治疗药物靶点的总数约500个，其中受体尤其是G-蛋白偶联的受体
（2012诺贝尔奖）靶点占绝大多数。
G-蛋白偶联的受体
一种以三聚体G蛋白偶联的细胞表面受体。含有7个 穿膜区，是迄今发现的最大的受体超家族，其成员 有1000多个。与配体结合后通过激活所偶联的G蛋 白，启动不同的信号转导通路并导致各种生物效应 （感光，嗅觉，免疫，行为情绪调节等）。 G蛋白 偶联受体可以被划分为六个类型，分属其中的G蛋 白偶联受体的基因序列之间没有同源关系：
基于Kcat型不
PLP：为转氨酶的辅基，维生素B6
二、酶抑制剂的筛选
１、组合化学法 借助组合合成仪同时合成出大量不同化合
物，并利用高通量群集筛选技术得到最有潜力
的先导物。具有高效，微量，高度自动化，筛 选周期短等优点。
２、高通量筛选法
二氢蝶啶二磷酸酯与对-氨基苯甲酸在7,8-二氢蝶酸 合成酶的催化下缩合成蝶酸，蝶酸再与谷氨酸缩合 生成叶酸。
因此，磺胺抑制了二氢蝶酸合成酶而阻断二氢叶酸 的合成。
二氢叶酸的合成途径
磺胺与对氨基苯甲酸竞争性地与酶相互作用，是由于电性的 相似性和分子中原子间距离相近，因而发生竞争性结合。
它对该酶的抑制作用可用加入底物的方法加以解除。除与合 成酶结合外，磺胺还可以与蝶啶结合，生成蝶酸的类似物， 它没有一碳基团载体的功能。
底物的类似物
例一，黄嘌呤氧化酶抑制剂
已知AMP的一个降解途径是腺苷酸脱氨酶使AMP脱氨， 生成IMP肌苷酸进而水解成次黄嘌呤，后者被含钼和铁 的黄素蛋白的黄嘌呤氧化酶催化氧化成黄嘌呤。
这两个反应中的氧化剂都是氧分子，它被还原成H2O2， H用2。O2立刻被过氧化氢酶分解成为H2O和氧，重新被利
A 类 (或 第一类) (视紫红质样受体) B 类 (或 第二类) (分泌素受体家族) C 类 (或 第三类) (代谢型谷氨酸受体) D 类 (或 第四类) (真菌交配信息素受体) E 类 (或 第五类) (环腺苷酸受体) F 类 (或 第六类) (Frizzled/Smoothened家族)
由于酶参与一些疾病发病过程，在酶催化下产生一些病理 反应介质或调控因子，因此酶成为一类重要的药物作用靶点 。药物以酶为作用靶点，对酶产生抑制、诱导、激活或复活 作用。此类药物多为酶抑制剂，全球销量排名前20位的药物 ，有50%是酶抑制剂。例如：
奥美拉唑通过抑制胃黏膜的H﹢-K﹢ATP酶，抑制胃酸分泌；
别嘌呤醇经催化成别黄嘌呤，它与酶的活性部位紧密结合， 使黄嘌呤氧化酶的钼原子保持在+4价氧化态，不能像正常 催化循环中那样，回到+6价氧化态，因而抑制了尿酸的生 物合成。
黄 酮 类 化 合 物
各种黄酮化合物的抑制活性
例二，二氢蝶酸合成酶抑制剂
磺胺类抗菌药是经典的竞争性抑制剂的典型实例， 它作为底物对-氨基苯甲酸的类似物，与7,8-二氢蝶 酸合成酶发生紧密的粘合，复合物的离解常数是 1×10-7M。
的亲和力远远大于底物本身，就会形成竞争型 抑制剂。
过度态底物类似物
２、基于Kcat型不可逆抑制机制进行设计。
具有天然底物的类似结构，而且还潜藏着一 种化学活性基团，在酶的作用下可被激活，并 与酶活性部位的必须基团发生共价结合，进而 导致酶失活。如：降优宁、多巴等。
人工合成的各种酶的自杀性底物(抑制剂） 已经广泛地应用于肿瘤、高血压、痛风、癫痫 和震颤麻痹症。
用于临床疾病治疗，新药的筛选与开发； 新型农药开发； 蛋白质及多肽类药物的研制； 抗病虫植物新品种的选育； 肥料添加剂； 饲料添加剂。
药靶（药物的靶标）
药物靶点是指药物在体内的作用结合位点，包括基因位点、受体、酶 、离子通道、核酸等生物大分子。现代新药研究与开发的关键首先是 寻找、确定和制备药物筛选靶—分子药靶。药物靶点是指药物在体内 的作用结合位点，包括：
虽然生成这种类似物的过程可以竞争对氨基苯甲酸与蝶啶的 缩合，但磺胺类作为竞争性拮抗剂与负责活化蝶啶和与对氨 基苯甲酸缩合的合成酶有很强的结合作用。