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測定淀粉酶活力，測知每5min分解0.25g淀粉。計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分解1g淀粉的酶量稱為1U）計算過程定義的意思是每個活力單位的酶量催化效率是一樣的，即1U為一小時分解1g，而測得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)測反應(yīng)的進(jìn)行情況，對記錄結(jié)果進(jìn)行分析，然后計算出酶活力在恒溫反應(yīng)系統(tǒng)中，每隔一定時間，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)氨酶測定試劑盒乳酸脫氫酶酶測定試劑盒課堂討論設(shè)計一種商業(yè)酶制劑的活性測定方法全班分為4個工作組,每組一個工作任務(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，果膠不僅會影響出汁率，還會使果汁渾濁。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、酶濃度對酶促反應(yīng)的影響

在一個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、溫度對酶促反應(yīng)的影響

溫度對于酶促反應(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，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）時的溫度。3、pH對酶促反應(yīng)的影響

圖1.21pH對酶活力的影響pH相

對

酶

活

力圖1.223種酶的pH－酶活力曲線相

對

酶

活

力酶對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