影响酶活性的因素

影响酶活性的因素,第1张

内因:酶液浓度和底物浓度。

外因:激活剂,重金属离子,环境离子浓度,主要是钙、钾、钠、乙醇等有机物达到一定浓度会使酶变性失活。

拓展资料:

发现:

1773年,意大利科学家斯帕兰扎尼(L.Spallanzani,1729—1799)设计了一个巧

妙的实验:将肉块放入小巧的金属笼中,然后让鹰吞下去。过一段时间他将小笼取出,发现肉块消失了。于是,他推断胃液中一定含有消化肉块的物质。但是什么,他不清楚。

1836年,德国马普生物研究所科学家施旺(T.Schwann,1810—1882)从胃液中提取出了消化蛋白质的物质,解开消化之谜。

1926年,美国科学家萨姆纳(J.B.Sumner,1887—1955)从刀豆种子中提取出脲酶的结晶,并通过化学实验证实脲酶是一种蛋白质。

20世纪30年代,科学家们相继提取出多种酶的蛋白质结晶,并指出酶是一类具有生物催化作用的蛋白质。

20世纪80年代,美国科学家切赫(T.R.Cech,1947—)和奥尔特曼(S.Altman,1939—)发现少数RNA也具有生物催化作用。

酶(德语:Enzym,源于希腊语:ενζυμον,“在酵里面”),指具有生物催化功能的高分子物质。在酶的催化反应体系中,反应物分子被称为底物,底物通过酶的催化转化为另一种分子。几乎所有的细胞活动进程都需要酶的参与,以提高效率。与其他非生物催化剂相似,酶通过降低化学反应的活化能(用Ea或ΔG表示)来加快反应速率,大多数的酶可以将其催化的反应之速率提高上百万倍;事实上,酶是提供另一条活化能需求较低的途径,使更多反应粒子能拥有不少于活化能的动能,从而加快反应速率。酶作为催化剂,本身在反应过程中不被消耗,也不影响反应的化学平衡。酶有正催化作用也有负催化作用,不只是加快反应速率,也有减低反应速率。与其他非生物催化剂不同的是,酶具有高度的专一性,只催化特定的反应或产生特定的构型。虽然酶大多是蛋白质,但少数具有生物催化功能的分子并非为蛋白质,有一些被称为核酶的RNA分子和一些DNA分子同样具有催化功能。此外,通过人工合成所谓人工酶也具有与酶类似的催化活性。有人认为酶应定义为具有催化功能的生物大分子,即生物催化剂。酶的催化活性会受其他分子影响:抑制剂是可以降低酶活性的分子;激活剂则是可以增加酶活性的分子。有许多药物和毒药就是酶的抑制剂。酶的活性还可以被温度、化学环境(如pH值)、底物浓度以及电磁波(如微波)等许多因素所影响。

1、酶浓度

酶促反应速度与酶分子的浓度成正比。当底物分子浓度足够时,酶分子越多,底物转化的速度越快。但事实上,当酶浓度很高时,并不保持这种关系,曲线逐渐趋向平缓。根据分析,这可能是高浓度的底物夹带有许多的抑制剂所致。

2、底物浓度

在生化反应中,若酶的浓度为定值,底物的起始浓度较低时,酶促反应速度与底物浓度成正比,即随底物浓度的增加而增加。当所有的酶与底物结合生成中间产物后,即使在增加底物浓度,中间产物浓度也不会增加,酶促反应速度也不增加。

3、温度

各种酶在最适温度范围内,酶活性最强,酶促反应速度最大。在适宜的温度范围内,温度每升高10℃,酶促反应速度可以相应提高1~2倍。不同生物体内酶的最适温度不同。

最适温度在60℃以下的酶,当温度达到60~80℃时,大部分酶被破坏,发生不可逆变性;当温度接近100℃时,酶的催化作用完全丧失。这也就是为何人在发烧时,不想吃东西的原因。

4、pH

酶在最适pH范围内表现出活性,大于或小于最适pH,都会降低酶活性。一方面会改变底物分子和酶分子的带电状态,从而影响酶和底物的结合;另一方面过高或过低的pH都会影响酶的稳定性,进而使酶遭受不可逆破坏。

5、激活剂

能激活酶的物质称为酶的激活剂。许多酶只有当某一种适当的激活剂存在时,才表现出催化活性或强化其催化活性,这称为对酶的激活作用。而有些酶被合成后呈现无活性状态,这种酶称为酶原。它必须经过适当的激活剂激活后才具活性。

6、抑制剂

能减弱、抑制甚至破坏酶活性的物质称为酶的抑制剂。它可降低酶促反应速度。有的物质既可作为一种酶的抑制剂,又可作为另一种酶的激活剂。

1.反应速度

大多数酶促反应是可逆反应,其速度既受底物浓度的影响,也受产物生成量的影响。当底物浓度较高时,在反应的初期,其浓度变化甚微,产物生成量也很少,此时反应速度可看作是恒定的。酶反应动力学中所指速度就是反应的初速度。

2.底物浓度

米氏方程ν=νmax【S】/Km+【S】是反映酶促反应速度与底物浓度关系的方程式,其中Km称米氏常数。

Km值是酶的特征常数之一,只与酶的性质有关,而与酶浓度无关。不同的酶,Km值不同。同一个酶有几种底物时,则对每一种底物各有一特定的Km值,其中Km值最小的底物一般称为该酶的最适底物或天然底物。

综上所述,根据酶的特性及定量原理,测定酶活力时,必须注意以下几点:

(1)酶促反应过程中,只有最初一段时间内反应速度与酶浓度成正比,随着反应时间的延长,反应速度即逐渐降低。

(2)要规定一定的反应条件,如时间、温度、pH等,并在酶测定过程中保持这些反应条件的恒定,如温度不得超过规定温度的士1℃,pH应恒定。

(3)配制的底物浓度应准确且足够大,底物液中应加入不抑制该酶活力的防腐剂并保存于冰箱中,以防止底物被分解。

(4)标本要新鲜,由于绝大多数酶可因久置而活力降低,标本如无法及时测定,应保存于冰箱中。用血浆时,应考虑到抗凝剂对酶反应的影响。有些酶在血细胞、血小板中的浓度比血清高,为此在采血、分离血清时,应注意防止溶血和白细胞的破裂。

(5)在测定过程中,所用仪器应绝对清洁,不应含有酶的抑制物,如酸、碱、蛋白沉淀剂等。


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