影响酶催化作用的因素有哪些
影响酶催化作用的因素有:
1、温度:
温度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Q10多为1~2,也就是说每增高反应温度10℃,酶反应速度增加1~2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。最适温度是上述温度对酶反应的双重影响的结果,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。
2、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。
(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,使之不适于与酶结合,当然反应速度亦会减慢。
3、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。
4、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,中间产物浓度也不会增加,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。
5、激活剂对酶促反应速度的影响 :
凡是能提高酶活性的物质,都称激活剂,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①无机阳离子,如钠离子、钾离子、铜离子、钙离子等;②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;③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。
6、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、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。
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。
有的物质既可作为一种酶的抑制剂,又可作为另一种酶的激活剂。
影响酶作用的因素:影响酶促反应的因素常有酶的浓度,底物浓度,pH值,温度,抑制剂,激活剂等。
其变化规律有以下特点:
1、酶浓度对酶促反应的影响:在底物足够,其它条件固定的条件下,反应系统中不含有抑制酶活性的物质及其它不利于酶发挥作用的因素时,酶促反应的速度与酶浓度成正比。
2、底物浓度对酶促反应的影响:在底物浓度较低时,反应速度随底物浓度增加而加快,反应速度与底物浓度近乎成正比,在底物浓度较高时,底物浓度增加,反应速度也随之加快,但不显著,当底物浓度很大且达到一定限度时,反应速度就达到一个最大值,此时即使再增加底物浓度,反应也几乎不再改变。
3、酶的活性受激活剂或抑制剂的影响。氯离子为唾液淀粉酶的激活剂,铜离子为其抑制剂,激活剂使酶的活性升高,抑制剂使酶活性降低。
注意事项:
激活剂和抑制剂对于酶活性的影响,常常分不清激活剂,因为加入蒸馏水、NaCl、Na2SO4这3支试管的颜色一致,都是黄色。出现这种现象的原因是酶活性太高了,需要稀释唾液,唾液稀释至加入蒸馏水的试管呈浅红色即可。
这样一来,这3支试管的颜色分别是浅红、黄、浅红,就可以断定Cl-是激活剂。偶尔也有分不清抑制剂的就是加入蒸馏水、CuSO4、Na2SO4这三支试管的颜色一致,都是蓝色。
因为酶活性太低,需要提高酶活性,只要重新制备唾液淀粉酶就行(但是新酶的活性不可太高,否则又分不清激活剂)。最后3支试管的颜色应该是浅红、蓝、浅红,可以断定Cu2+是抑制剂。
1.蛋白质浓度
高浓度蛋白溶液可以节约盐的用量,但许多蛋白质的b 和Ks常数十分接近,若蛋白浓度过高,会发生严重的共沉淀作用;在低浓度蛋白质溶液中盐析,所用的盐量较多,而共沉淀作用比较少,因此需要在两者之间进行 适当选择。用于分步分离提纯时,宁可选择稀一些的蛋白质溶液,多加一点中性盐,使共沉淀作用减至最低限度。一般认为2.5%-3.0%的蛋白质浓度比较适 中。
2.离子强度和类型
一般说来,离子强度越大,蛋白质的溶解度越低。在进行分离的时候,一般从低离子强度到高离子强度顺次进行。每一组分被盐析出来后,经过过滤或冷冻离 心收集,再在溶液中逐渐提高中性盐的饱和度,使另一种蛋白质组分盐析出来。
离子种类对蛋白质溶解度也有一定影响,离子半径小而很高电荷的离子在盐析方面影响较强,离子半径大而低电荷的离子的影响较弱,下面为几种盐的盐析能 力的排列次序:磷酸钾>硫酸钠>磷酸铵>柠檬酸钠>硫酸镁。
3.PH值
一般来说,蛋白质所带净电荷越多溶解度越大,净电荷越少溶解度越小,在等电点时蛋白质溶解度最小。为提高盐析效率,多将溶液PH值调到目的蛋白的等 电点处。但必须注意在水中或稀盐液中的蛋白质等电点与高盐浓度下所测的结果是不同的,需根据实际情况调整溶液PH值,以达到最好的盐析效果。
4.温度
在低离子强度或纯水中,蛋白质溶解度在一定范围内随温度增加而增加。但在高浓度下,蛋白质、酶和多肽类物质的溶解度随温度上升而下降。在一般情况 下,蛋白质对盐析温度无特殊要求,可在室温下进行,只有某些对温度比较敏感的酶要求在0-4℃进行。
CuSO4,
CuCl2,
Na2SO4。用四种溶液分别与酶和底物混合后反应并使用相应方法进行检测,最后会有两组对酶的活性产生影响,CuSO4和CuCl2,因此可以得出结论,影响酶活性的是Cu2+
采用淀粉酶退浆时影响其效用的因素:
(1)设计对比试验时不能存在其它干扰离子,加入1%稀硫酸不但加入了硫酸根离子同时也带入了氢离子,所以在不知道氢离子对唾液淀粉镁催化效率有无影响的前提下,不可以加入稀硫酸,结合题干中钠离子对唾液淀粉酶的催化作用无影响,所以此处应该为1ml1%硫酸钠溶液加入到2号试管。
(2)淀粉遇碘会变蓝色,所以只要淀粉消失则蓝色就会褪去,因为硫酸根离子(so42-)能提高唾液淀粉酶的催化效率,所以2号试管中的淀粉首先被消化分解,蓝色首先褪去。
(3)从操作的过程分析该实验要比水浴加热简便易行的多,不需加热则节约能源,操作简单只需利用手心温度接近37℃即可完成。
酶法退浆其优越性很多
被愈来愈多工厂所采纳,特别是一些高级织物非用酶退浆不可。在国外,酶法退浆工艺占很大比例。
其特点是:高效高速,适合高温退浆,时间短,退浆率可达90%一95%;织物不受损伤,退浆后织物手感柔软、丰满,光洁度强,染色鲜艳;退浆和固色可以同浴处理,缩短工艺流程,提高劳动生产率;用于炼白,能提高毛细管效应,并能改善劳动生产条件、节约燃料、降低成本,能用于连续化大生产。