酶學(xué)基礎(chǔ)-酶活及影響酶活力的因素

酶制劑生產(chǎn)技術(shù)回顧上節(jié)課介紹了酶的分類命名與作用機(jī)制，簡單回顧一下，做幾個(gè)小練習(xí)，命名下列催化反應(yīng)的酶：1.6-磷酸葡萄糖→6-磷酸果糖2.丙氨酸+α-酮戊二酸→丙酮酸+谷氨酸3.引入酶的活性如何定量呢?國際通用的單位是什么?生產(chǎn)中如何測(cè)定酶的活性？影響酶活性的因素有哪些呢?模塊一、酶學(xué)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)情境二酶活與影響酶活性的因素工作任務(wù)（一）

酶活與酶的活力單位工作任務(wù)

（二）酶活力的測(cè)定方法工作任務(wù)

（三）影響酶活性的因素工作任務(wù)（一）

酶活與酶的活力單位

1961年國際酶學(xué)會(huì)議規(guī)定：在特定條件（25℃，其它為最適條件）下，在1分鐘內(nèi)能轉(zhuǎn)化1微摩爾底物的酶量，或是轉(zhuǎn)化底物中1微摩爾的有關(guān)基團(tuán)的酶量，稱為一個(gè)國際單位（IU，又稱U）。酶活力單位（U，activeunit）表示酶活力大小的單位，通常用酶量表示。催量（kat）：EC.推薦表示酶活性

在特定條件下，每秒鐘催化1摩爾底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量為1個(gè)催量（kat）國際單位與催量的換算：

1IU=16.67×10-9kat

比活力（specificactivity）是指每毫克質(zhì)量的蛋白質(zhì)所含的某種酶的活力單位數(shù)。是用來度量酶純度的指標(biāo)。是生產(chǎn)和酶學(xué)研究中經(jīng)常使用的基本數(shù)據(jù)酶的比活力應(yīng)用1有1g淀粉酶制劑，用水溶解生成1000ml，從中取出1ml測(cè)定淀粉酶活力，測(cè)知每5min分解0.25g淀粉。計(jì)算每克酶制劑所含的淀粉酶活力。（淀粉酶活力單位的定義：在最適條件下每小時(shí)分解1g淀粉的酶量稱為1U）計(jì)算過程定義的意思是每個(gè)活力單位的酶量催化效率是一樣的，即1U為一小時(shí)分解1g，而測(cè)得5min分解0.25g即1h分解3g所以需要3U，這是1ml的1000ml則為3000U應(yīng)用2有1克酶制劑，用凱氏定氮法測(cè)得蛋白質(zhì)含量為10%，該酶的比活力為2000U/mol酶蛋白，問該酶制劑的總活力單位數(shù)是多少？若一個(gè)酶活力單位數(shù)（U）規(guī)定為：在最適條件下，10分鐘內(nèi)水解300mmol底物所需的酶量。問每毫克酶制劑在每秒鐘內(nèi)水解了多少摩爾底物？此酶分子量為125000，由單一肽鏈組成，問每毫克純酶中有多少mol的活性中心？

工作任務(wù)

（二）酶活力的測(cè)定方法

終止反應(yīng)法連續(xù)反應(yīng)法無須終止反應(yīng)，而是在酶反應(yīng)過程中用光化學(xué)儀器或電化學(xué)儀器等來監(jiān)測(cè)反應(yīng)的進(jìn)行情況，對(duì)記錄結(jié)果進(jìn)行分析，然后計(jì)算出酶活力在恒溫反應(yīng)系統(tǒng)中，每隔一定時(shí)間，取出一定體積的反應(yīng)液，用強(qiáng)酸強(qiáng)堿或SDS以及加熱等使反應(yīng)立即停止，然后用化學(xué)法、放射性化學(xué)法或酶偶聯(lián)法分析產(chǎn)物的形成量或底物的消耗量最經(jīng)典試劑盒產(chǎn)品轉(zhuǎn)氨酶測(cè)定試劑盒乳酸脫氫酶酶測(cè)定試劑盒課堂討論設(shè)計(jì)一種商業(yè)酶制劑的活性測(cè)定方法全班分為4個(gè)工作組,每組一個(gè)工作任務(wù)淀粉酶果膠酶蛋白酶纖維素酶淀粉酶活性的測(cè)定淀粉糊精麥芽糖葡萄糖α－淀粉酶β－淀粉酶糖化淀粉酶遇碘顯藍(lán)色遇碘顯紅色遇碘不顯色纖維素酶活性的測(cè)定纖維素酶能將羧甲基纖維素降解成寡糖和單糖。具有還原性末端的寡糖和有還原集團(tuán)的單糖在沸水浴條件下可以與DNS試劑發(fā)生顯色反應(yīng)，反應(yīng)顏色的強(qiáng)度與酶解產(chǎn)生的還原糖量成正比，而還原糖的生成量又與反應(yīng)液中的纖維素酶的活力成正比。提示：濾紙的成分是什么？果膠酶活性測(cè)定果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組分，由半乳糖醛酸聚合而成的高分子化合物，不溶于水。在果汁加工中，果膠不僅會(huì)影響出汁率，還會(huì)使果汁渾濁。果膠酶能夠分解果膠，使榨取果汁更容易，使得渾濁的果汁變得澄清。果膠酶本質(zhì)上是聚半乳糖醛酸水解酶蛋白酶活性測(cè)定水解蛋白質(zhì)肽鍵的一類酶的總稱。按其水解多肽的方式，可以將其分為內(nèi)肽酶和外肽酶兩類。工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用的蛋白酶，主要是內(nèi)肽酶。工作任務(wù)

（三）影響酶活性的因素2、溫度3、pH4、抑制劑與激活劑5、底物濃度1、酶濃度

1、酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)的影響

在一個(gè)酶作用的最適條件下，如果底物濃度足夠大，足以使酶飽和的情況下，酶促反應(yīng)的速率與酶濃度成正比酶濃度影響酶促反應(yīng)的速率2、溫度對(duì)酶促反應(yīng)的影響

溫度對(duì)于酶促反應(yīng)速度有雙重影響：升高溫度在提高反應(yīng)速度的同時(shí)導(dǎo)致酶變性。

1、一般化學(xué)反應(yīng)的速度隨溫度的升高而加快：

溫度每升高10℃則反應(yīng)速度增加2—3倍。

2、60℃以上時(shí)，絕大多數(shù)酶已經(jīng)變性在一定溫度范圍內(nèi)，酶的活力隨溫度升高而增高，超過—定溫度界限，活力即下降。

酶促反應(yīng)的最適溫度：酶促反應(yīng)速度最大（酶活力最高）時(shí)的溫度。3、pH對(duì)酶促反應(yīng)的影響

圖1.21pH對(duì)酶活力的影響pH相

對(duì)

酶

活

力圖1.223種酶的pH－酶活力曲線相

對(duì)

酶

活

力酶對(duì)pH的影響極端敏感，每一種酶只能在一定限度的pH范圍內(nèi)有活性，且有最適的pH4、抑制劑與激活劑酶的抑制劑（Inhibitor）：

與酶分子結(jié)合后使酶活性降低或完全喪失而不引起酶變性的物質(zhì)，如有機(jī)磷、重金屬等。

抑制劑多與酶的必需基團(tuán)結(jié)合抑制≠變性！不明顯改變酶的結(jié)構(gòu)

酶的激活劑（activator）：

使酶從無活性變有活性或使酶從低活性變高活性的物質(zhì)，Mg2+、K+、Mn2+等