影響酶活(huó)力(lì)的因素:
米契(qì)裏(lǐ)斯(Michaelis)和門坦(Menten)根據中間產物學說推導出酶促反應速度方程式,即米-門公式(具體參考(kǎo)《環境工程微(wēi)生物學》第四章微生物的生理)。由米門公式可(kě)知:酶促反應速度(dù)受酶(méi)濃度和底物濃度的影響,也受溫度、pH、激活劑和抑(yì)製劑的影響(xiǎng)。
(1)酶濃度(dù)對酶促反應速度的影響
從米門公式和酶濃(nóng)度與酶(méi)促反應速度(dù)的關係圖解可以看出:酶(méi)促反應(yīng)速度與酶分子的濃度成(chéng)正比。當底物分子濃度足夠時,酶分子越多,底物轉化的速度越(yuè)快。但(dàn)事實上,當酶濃度很高時,並不保持這種關係,曲線逐漸趨向平緩。根據分析,這可能是(shì)高(gāo)濃度的底物夾帶夾帶有許(xǔ)多的抑製劑所致(zhì)。
(2)溫度對酶促反應速度的影響(xiǎng)
各種酶在最適(shì)溫度範圍內(nèi),酶活性最強,酶促反應(yīng)速度最大。在適宜的溫度範圍內,溫度每升(shēng)高10℃,酶促反應速度可以相應提高(gāo)1~2倍。不同生物體內酶的最(zuì)適溫度不同。如,動物組織中各種酶的最適溫度為37~40℃;微生物體內各種酶的(de)最適溫度為25~60℃,但也有例外,如黑曲糖化酶的最適溫度為62~64℃;巨大芽孢杆菌、短乳酸(suān)杆菌、產氣杆菌等體(tǐ)內的葡萄糖異構酶的最適溫度為80℃;枯草杆菌的液化型澱粉酶的最(zuì)適溫度為85~94℃。可(kě)見,一些芽孢杆菌的酶(méi)的熱穩定性較高。過高或過(guò)低的溫度都(dōu)會降低(dī)酶的催化效率,即降低酶促反應速度。
最適溫度在(zài)60℃以(yǐ)下的酶,當溫度達到60~80℃時,大部分酶被破壞,發生不可逆變性;當溫度接近100℃時,酶的(de)催化(huà)作用完全喪失。
所以,人在發燒時,不想吃東(dōng)西(xī)。
(3)底(dǐ)物濃度對酶促反應速度的影響
在生化反應中,若(ruò)酶的濃度為定值,底物的起始濃度較低時,酶促反應速度與底物濃度成正比,即隨底物濃度的增加而增加。當所有的酶與底物結合生成中間產物後,即(jí)使在增加底物濃度(dù),中間產物濃度也不會增加(jiā),酶促反應速度也不(bú)增加(jiā)。
還(hái)可以得(dé)出,在底物濃度相同條件下,酶促反應速度與酶的(de)初始濃度成(chéng)正比。酶的初(chū)始濃度大,其酶促反應速度就大。
在實際測定中,即使酶濃度足夠高,隨(suí)底物(wù)濃度的升高,酶促反應速度並沒(méi)有因此增加,甚至受到抑製。其原因是:高濃度底(dǐ)物降低(dī)了水的有效濃(nóng)度,降低了分子擴散性,從而降低了酶(méi)促(cù)反應(yīng)速度。過量的底物聚集在酶分(fèn)子上,生成無(wú)活性的(de)中間產物,不能釋放出酶分子,從而也會降低反應速度。
(4)pH對酶促反(fǎn)應速度的影響
酶在最適pH範圍內表現出活性,大於或小於最適pH,都會降低酶活性。主要表(biǎo)現在兩個方麵:①改變底(dǐ)物(wù)分子和酶(méi)分子的帶電狀態,從而影響酶和底物的(de)結合;②過高或過低的pH都會影響酶的穩定性,進而(ér)使(shǐ)酶遭受不可逆破壞。人體中的大部分酶所(suǒ)處環境的pH值越接近(jìn)7,催化效(xiào)果越好。但人(rén)體中的胃蛋白酶卻適宜在pH值為1~2的環境(jìng)中,胰蛋白酶的最適pH在8左右。
(5)激活(huó)劑對酶促反應速(sù)度的影響
能激活酶的物質稱為酶的激(jī)活劑。激活劑種類很多,有①無機陽(yáng)離子,如鈉離子、鉀離子、銅離子、鈣離子等;②無機陰離子,如氯離子、溴離子、碘離子、硫酸鹽離子磷(lín)酸鹽(yán)離子等(děng);③有機化合(hé)物,如維生素C、半胱氨酸、還(hái)原性穀胱甘(gān)肽等。許(xǔ)多(duō)酶隻有當某一種適當的激活劑存在時,才表現出催化活(huó)性或強(qiáng)化其催化(huà)活性(xìng),這稱為對酶的激活作用。而有些酶被合成後呈現無活性狀態,這種酶稱為酶原。它(tā)必須經過適當的激活劑激活後(hòu)才具活性。
(6)抑製(zhì)劑(jì)對酶促反應速度的影響
能減弱、抑製(zhì)甚至破壞酶活性的物(wù)質稱為酶的抑製劑。它可降低酶促反應速度。酶(méi)的抑(yì)製劑有重金(jīn)屬離子(zǐ)、一氧化碳、硫(liú)化(huà)氫、氫氰酸、氟化物、碘化乙酸(suān)、生物堿、染料、對-氯汞苯甲酸、二異丙基氟磷酸、乙(yǐ)二胺四乙酸、表麵活性劑等。
對酶促反應的抑製可分為競(jìng)爭性抑製和非競爭性抑製。與底物結構(gòu)類似的物質爭先與酶的活性中心結合(hé),從而降低酶促反應速(sù)度,這種作用稱為競爭性(xìng)抑製。競爭性抑(yì)製是可逆性抑製,通過增加底物濃度最終可解(jiě)除(chú)抑製,恢複酶的活性。與底物結構類似的物質稱為競爭性抑製劑。抑製劑與酶活性中心以(yǐ)外的位點結合後,底物仍(réng)可(kě)與(yǔ)酶活性中心結合,但酶不顯示活性,這種作用稱為非競爭性抑製。非競爭性抑製是不可逆的(de),增加底物濃度並(bìng)不能解除對酶活性的抑製。與酶活性(xìng)中心以(yǐ)外的位點結合的(de)抑(yì)製劑,稱為非(fēi)競爭性抑製劑。
有的物質既可作(zuò)為一種酶的(de)抑製(zhì)劑,又可作(zuò)為另一種酶的激活劑。
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