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1、第一章酶學與酶工程(6~7節(jié))酶工程課件第一章酶學與酶工程第六節(jié)影響酶活力的因素第七節(jié)酶的分離純化第六節(jié)影響酶活力的因素一、酶活力的測定酶活力（enzymeactivity）也稱為酶活性，是指酶催化一定化學反應的能力。1.酶活力與酶反應速度酶活力的大小可以用一定條件下所催化的某一化學反應的反應速度（reactionvelocity）來表示，兩者呈線性關系。酶反應速度可用單位時間內(nèi)底物的減少量或產(chǎn)物的增加量來表示。二、影響酶活力的因素1.底物濃度隨著酶反應的進行，底物濃度逐漸下降，產(chǎn)物逐漸積累，酶反應速度也會逐漸變小。為了
2、排除底物和產(chǎn)物濃度變化對酶反應速度的影響，人們采用酶反應的初速度作為衡量的指標。2、酶濃度在底物濃度飽和的情況下，酶濃度的加倍將導致V0的加倍，即V0與酶濃度的關系圖為直線圖形。3、溫度溫度對酶反應速率的影響表現(xiàn)在兩個方面，一方面是當溫度升高時，與一般化學反應一樣，反應速率加快。反應溫度提高10℃，其反應速率與原來反應速率之比稱為反應的溫度系數(shù)，用Q10表示，對大多數(shù)酶來講溫度系數(shù)Q10多為2，也就是說，即溫度每升高10℃，酶反應速率為原反應速率的2倍。另一方面由于酶是蛋白質(zhì)，隨著溫度升高，使酶蛋白逐漸變性而失活，引起酶
3、反應速率下降。在較低的溫度范圍內(nèi)，酶反應速率隨溫度升高而增大，但超過一定溫度后，反應速率反而下降，因此只有在某一溫度下，反應速率達到最大值，這個溫度就稱為酶反應的最適溫度（opptimumtemperature)。每種酶在一定條件下都有其最適溫度。vt/0C最適溫度4、pH酶的活力受環(huán)境pＨ的影響，在一定pＨ下，酶表現(xiàn)最大活力，高于或低于此pＨ，酶活力降低，通常把表現(xiàn)出酶最大活力的pＨ稱為該酶的最適pＨ（optimumpH)各種酶在一定條件下都有其最特定的最適pH，因此最適pH是酶的特性之一。但酶的最適pH不是一個常數(shù)，
4、受許多因素影響，隨底物種類和濃度、緩沖液種類和濃度的不同而改變，因此最適pH只有在一定條件下才有意義。pH影響酶活力的原因可能有以下幾個方面：（1）過酸或過堿可以使酶的空間結(jié)構(gòu)破壞，引起酶構(gòu)象的改變，酶活性喪失。（2）當pH改變不很劇烈時，酶雖未變性，但活力受到影響。（3）pH影響維持酶分子空間結(jié)構(gòu)的有關基團解離，從而影響了酶活性部位的構(gòu)象，進而影響酶的活性。5、激活劑對酶反應的影響凡是能提高酶活性的物質(zhì)都稱為激活劑(activator)，其中大部分是無機離子或簡單的有機化合物。作為激活劑的金屬離子有K+、Na2+、Ca
5、2+、Mg2+、Zn2+及Fe3等離子，無機陰離子如：Cl-、Br-、I-、CN-、PO43-，氫離子，中等大小的有機分子以及具有蛋白質(zhì)性質(zhì)的大分子物質(zhì)等都可作為激活劑。激活劑對酶的作用具有一定的選擇性，即一種激活劑對某種酶起激活作用，而對另一種酶可能起抑制作用；有時離子之間有拮抗作用；有時金屬離子間也可互相替代。第七節(jié)酶的分離純化一.分離純化酶的原則設計酶的純化方案時要考慮到應用，下列各點是應認真遵循的原則：第一，要注意防止酶變性失效，這一點在純化的后期更為突出。第二，從理論上說，凡是用于蛋白質(zhì)分離純化的一切方法都同樣
6、適用于酶。第三，酶具有催化活性，檢測酶活性可以跟蹤酶的來龍去脈，為酶的抽提、純化以及制劑過程中選擇適當?shù)姆椒ㄅc條件提供直接的依據(jù)。二.防止酶變性失效的方法(1)除了少數(shù)例外，所有操作都應在低溫條件下進行，尤其是在有機溶劑存在的情況下更應特別小心。(2)大多數(shù)酶在pH<4或pH>10的情況下不穩(wěn)定，故必須控制整個系統(tǒng)不要過酸過堿；同時要避免在調(diào)整pH時產(chǎn)生局部酸堿過量的現(xiàn)象。(3)酶和其它蛋白一樣，常易在溶液表面或界面處形成薄膜而變性，故操作中應盡量減少泡沫形成。(4)重金屬等能引起酶失效，有機溶劑能使酶變性,微生物污染以
7、及蛋白水解酶的存在能使酶分解破壞，所有這些也都應予以足夠的重視。三.純化方法酶分離純化工作是酶學研究的重要組成部分，亦是酶制劑工業(yè)生產(chǎn)的主要內(nèi)容。要研究或使用一個酶，就得采用分離純化方法去得到它。酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，所以用于蛋白質(zhì)的分離純化方法一般都適用于酶的分離純化。此外根據(jù)酶與底物、底物結(jié)構(gòu)類似物、輔助因子、抑制劑等的特異親和力，可發(fā)展酶獨特的親和色譜技術。整個純化工作包括三個基本環(huán)節(jié)：抽提、粗分離和精制。如果欲分離的目標分子是細胞內(nèi)產(chǎn)物，首先涉及的是細胞的破碎，接下來的分離過程可分成粗分離和精制分離。（一）酶的抽
8、提抽提的要求是將盡可能多的酶、盡量少的雜質(zhì)從原料引入溶液。1.預處理過去多用動物或植物的器官組織作為酶的來源，近年來則主要采用微生物作材料。但是不管什么原料，通常都需要先進行適當?shù)念A處理。例如，動物材料要剔除結(jié)締組織、脂肪組織；油質(zhì)種子最好先用乙醚等脫脂；種子研磨前應去殼，以免丹寧等物質(zhì)著色污染；微生物材料則應將菌體
