影响酶活性的因素论文自然科学文章论文自然科学文章.pdf

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1、影响酶活性的因素 a.温度:温度（temperature）对酶促反应速度的影响很大，表现为双重作用:（1）与非酶的化学反应相同，当温度升高，活化分子数增多，酶促反应速 度加快，对许多酶来说，温度系数（temperaturecoefficient）Q10多为 12,也 就是说每增高反应温度 10C，酶反应速度增加 12 倍。（2）由于酶是蛋白质,随着温度升高而使酶逐步变性,即通过酶活力的减 少而降低酶的反应速度。以温度（T为横坐标，酶促反应速度（V）为纵坐标作图，所得曲线为稍有 倾斜的钟罩形。曲线顶峰处对应的温度,称为最适温度（optimumtemperature）。最适温度是上述温度对酶反应的

2、双重影响的结果,在低于最适温度时,前 一种效应为主,在高于最适温度时,后一种效应为主,因而酶活性迅速丧失,反应速度很快下降。动物体内的酶最适温度一般在 3545C,植物体内的酶最适温度为 40 55C。大部分酶在 60C 以上即变性失活，少数酶能耐受较高的温度，如细菌淀粉 酶在93C 下活力最高，又如牛胰核糖核酸酶加热到 100C 仍不失活。最适温度不是酶的特征性常数,它不是一个固定值,与酶作用时间的长短 有关,酶可以在短时间内耐受较高的温度,然而当酶反应时间较长时,最适温 度向温度降低的方向移动。因此,严格地讲,仅仅在酶反应时间已经规定了的情况下,才有最适温 度。在实际应用中,将根据酶促反应

3、作用时间的长短,选定不同的最适温度。如果反应时间比较短暂，反应温度可选定的略高一些，这样，反应可迅速 完成；若反应进行的时间很长，反应温度就要略低一点，低温下，酶可长时间 发挥作用。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 10C，酶促反应速度可以相应提高 12 倍。不同生物体内酶的最适温度不同。女口，动物组织中各种酶的最适温度为 3740C;微生物体内各种酶的最适 温度为 2560C，但也有例外，如黑曲糖化酶的最适温度为 6264C;巨大芽 孢杆菌、短乳酸杆菌、产气杆菌等体内的葡萄糖异构酶的最适温度为 80C;枯 草杆菌的液化型淀粉酶的最适温度为

4、8594C。可见，一些芽孢杆菌的酶的热稳定性较高。过高或过低的温度都会降低酶的催化效率，即降低酶促反应速度。最适温度在 60 C 以下的酶，当温度达到 6080 C 时，大部分酶被破坏，发 生不可逆变性；当温度接近 100 C 时，酶的催化作用完全丧失。一般而言，温度越高化学反应越快，但酶是蛋白质，若温度过高会发生变 性而失去活性，因而酶促反应一般是随着温度升高反应加快，直至某一温度活 性达到最大，超过这一最适温度，由于酶的变性，反应速度会迅速降低。热对酶活性的影响对食品很重要，如，绿茶是通过把新鲜茶叶热蒸处理而 得，经过热处理，使酚酶、脂氧化酶、抗坏血酸氧化酶等失活，以阻止儿茶酚 的氧化来保

5、持绿色。红茶的情况正相反，是利用这些酶进行发酵来制备的。b.pH 值：pH 影响酶促反应速度的原因：（1）环境过酸、过碱会影响酶蛋白构象，使酶本身变性失活。（2）pH 影响酶分子侧链上极性基团的解离，改变它们的带电状态，从而 使酶活性中心的结构发生变化。在最适 pH 时，酶分子上活性中心上的有关基团的解离状态最适于与底物结 合，pH高于或低于最适 pH时，活性中心上的有关基团的解离状态发生改变，酶和底物的结合力降低，因而酶反应速度降低。子数增多酶促反应速度加快对许多酶来说温度系数多为也就是说每增高反应温度酶反应速度增加倍由于酶是蛋白质随着温度升高而使酶逐步变性即通过酶活力的减少而降低酶的反应速

6、度以温度为横坐标酶促反应速度为纵坐标作图所在低于最适温度时前一种效应为主在高于最适温度时后一种效应为主因而酶活性迅速丧失反应速度很快下降动物体内的酶最适温度一般在植物体内的酶最适温度为大部分酶在以上即变性失活少数酶能耐受较高的温度如细菌粉酶在下短有关酶可以在短时间内耐受较高的温度然而当酶反应时间较长时最适温度向温度降低的方向移动因此严格地讲仅仅在酶反应时间已经规定了的情况下才有最适温度在实际应用中将根据酶促反应作用时间的长短选定不同的最适温度（3）pH 能影响底物分子的解离。可以设想底物分子上某些基团只有在一定的解离状态下，才适于与酶结合 发生反应。若 pH 的改变影响了这些基团的解离，使之不

7、适于与酶结合，当然反应速度 亦会减慢。基于上述原因，pH 的改变，会影响酶与底物的结合，影响中间产物的生 成，从而影响酶反应速度。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。主要表现在两个方面：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；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。在极端的酸性或碱性条件下会变性而完全失活，大多数酶的最适 PH值为 4.5 8.0 范围内。动物体内的酶最适宜 pH 大多在 6.58 之间。唾液 pH 为 6.2 7.4，胃液的 pH 为 0.9 1.5，小肠液的 pH 为 7.6。*胃蛋白酶胰蛋白酶植物

8、体内的酶最适 pH 大多在 4.5 子数增多酶促反应速度加快对许多酶来说温度系数多为也就是说每增高反应温度酶反应速度增加倍由于酶是蛋白质随着温度升高而使酶逐步变性即通过酶活力的减少而降低酶的反应速度以温度为横坐标酶促反应速度为纵坐标作图所在低于最适温度时前一种效应为主在高于最适温度时后一种效应为主因而酶活性迅速丧失反应速度很快下降动物体内的酶最适温度一般在植物体内的酶最适温度为大部分酶在以上即变性失活少数酶能耐受较高的温度如细菌粉酶在下短有关酶可以在短时间内耐受较高的温度然而当酶反应时间较长时最适温度向温度降低的方向移动因此严格地讲仅仅在酶反应时间已经规定了的情况下才有最适温度在实际应用中将根

9、据酶促反应作用时间的长短选定不同的最适温度6.5 之间。思考：消化过程中胃会受伤害吗？胃黏膜能分泌黏液覆盖在胃黏膜表面形成一层 保护屏障，能防止胃液内高浓度的盐酸与胃蛋白酶对黏膜的损伤。另外胃腺细胞分泌的是胃蛋白酶原，没有催化活性，只有在盐酸的作用 下，才可能激活成胃蛋白酶，具有催化作用。c.酶的浓度：在有足够底物而又不受其它因素的影响的情况下，则酶促反应速率与酶浓 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。当酶促反应体系的温度、pH不变，底物浓度足够大，足

10、以使酶饱和，则反 应速度与酶浓度成正比关系。因为在酶促反应中，酶分子首先与底物分子作用，生成活化的中间产物（或活化络合物），而后再转变为最终产物。在底物充分过量的情况下，可以设想，酶的数量越多，则生成的中间产物 越多，反应速度也就越快。相反，如果反应体系中底物不足，酶分子过量，现有的酶分子尚未发挥作 用，中间产物的数目比游离酶分子数还少，在此情况下，再增加酶浓度，也不 会增大酶促反应的速度。d.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 浓度也子数增多

11、酶促反应速度加快对许多酶来说温度系数多为也就是说每增高反应温度酶反应速度增加倍由于酶是蛋白质随着温度升高而使酶逐步变性即通过酶活力的减少而降低酶的反应速度以温度为横坐标酶促反应速度为纵坐标作图所在低于最适温度时前一种效应为主在高于最适温度时后一种效应为主因而酶活性迅速丧失反应速度很快下降动物体内的酶最适温度一般在植物体内的酶最适温度为大部分酶在以上即变性失活少数酶能耐受较高的温度如细菌粉酶在下短有关酶可以在短时间内耐受较高的温度然而当酶反应时间较长时最适温度向温度降低的方向移动因此严格地讲仅仅在酶反应时间已经规定了的情况下才有最适温度在实际应用中将根据酶促反应作用时间的长短选定不同的最适温度不

12、会增加，酶促反应速度也不增加。还可以得出，在底物浓度相同条件下，酶促反应速度与酶的初始浓度成正 比。酶的初始浓度大，其酶促反应速度就大。在底物浓度较低时，只有少数的酶与底物作用生成中间产物，在这种情况 下，增加底物的浓度，就会增加中间产物，从而增加酶促反应的速度；但是当 底物浓度足够大时，所有的酶都与底物结合生成中间产物，体系中已经没有游 离态的酶了，在底物充分过量的条件下，继续增加底物的浓度，对于酶促反应 的速度，显然已毫无作用。我们把酶的活性中心都被底物分子结合时的底物浓度称饱和浓度。各种酶都表现出这种饱和效应，但不同的酶产生饱和效应时所需要底物浓 度是不同的。e 激活剂对酶促反应速度的影

13、响凡是能提高酶活性的物质，都称激活剂(activator)，其中大部分是离子或简单的有机化合物。激活剂种类很多，有 无机阳离子，如钠离子、钾离子、铜离子、钙离子 等；无机阴离子，如氯离子、溴离子、碘离子、硫酸盐离子磷酸盐离子等；有机化合物，如维生素 C、半胱氨酸、还原性谷胱甘肽等。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。f 抑制剂对酶促反应速度的影响能减弱、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。酶的抑制剂有重金属离子、一氧化碳、

14、硫化氢、氢氰酸、氟化物、碘化乙 酸、生物碱、染料、对-氯汞苯甲酸、二异丙基氟磷酸、乙二胺四乙酸、表面活 性剂等。子数增多酶促反应速度加快对许多酶来说温度系数多为也就是说每增高反应温度酶反应速度增加倍由于酶是蛋白质随着温度升高而使酶逐步变性即通过酶活力的减少而降低酶的反应速度以温度为横坐标酶促反应速度为纵坐标作图所在低于最适温度时前一种效应为主在高于最适温度时后一种效应为主因而酶活性迅速丧失反应速度很快下降动物体内的酶最适温度一般在植物体内的酶最适温度为大部分酶在以上即变性失活少数酶能耐受较高的温度如细菌粉酶在下短有关酶可以在短时间内耐受较高的温度然而当酶反应时间较长时最适温度向温度降低的方向移

15、动因此严格地讲仅仅在酶反应时间已经规定了的情况下才有最适温度在实际应用中将根据酶促反应作用时间的长短选定不同的最适温度对酶促反应的抑制可分为竞争性抑制和非竞争性抑制。与底物结构类似的物质争先与酶的活性中心结合，从而降低酶促反应速 度，这种作用称为竞争性抑制。竞争性抑制是可逆性抑制，通过增加底物浓度最终可解除抑制，恢复酶的 活性。与底物结构类似的物质称为竞争性抑制剂。抑制剂与酶活性中心以外的位点结合后，底物仍可与酶活性中心结合，但 酶不显示活性，这种作用称为非竞争性抑制。非竞争性抑制是不可逆的，增加底物浓度并不能解除对酶活性的抑制。与酶活性中心以外的位点结合的抑制剂，称为非竞争性抑制剂。有的物质

16、既可作为一种酶的抑制剂，又可作为另一种酶的激活剂。子数增多酶促反应速度加快对许多酶来说温度系数多为也就是说每增高反应温度酶反应速度增加倍由于酶是蛋白质随着温度升高而使酶逐步变性即通过酶活力的减少而降低酶的反应速度以温度为横坐标酶促反应速度为纵坐标作图所在低于最适温度时前一种效应为主在高于最适温度时后一种效应为主因而酶活性迅速丧失反应速度很快下降动物体内的酶最适温度一般在植物体内的酶最适温度为大部分酶在以上即变性失活少数酶能耐受较高的温度如细菌粉酶在下短有关酶可以在短时间内耐受较高的温度然而当酶反应时间较长时最适温度向温度降低的方向移动因此严格地讲仅仅在酶反应时间已经规定了的情况下才有最适温度在实际应用中将根据酶促反应作用时间的长短选定不同的最适温度