1、影响酶活力的因素: 米契里斯(Michaelis)和门坦(Menten)根据中间产物学说推导出酶促反应速 度方程式,即米-门公式( 具体参考环境工程微生物学第四章微生物的生理)。 由米门公式可知:酶促反应速度受酶浓度和底物浓度的影响,也受温度、pH、 激活剂和抑制剂的影响。 1 酶浓度对酶促反应速度的影响 从米门公式和酶浓度与酶促反应速度的关系图解可以看出:酶促反应速度 与酶分子的浓度成正比。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。 2 底物浓度对酶促反应速
2、度的影响 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。 在实际测定中,即使酶浓度足够高,随底物浓度的升高,酶促反应速度并没 有因此增加,甚至受到抑制。其原因是:高浓度底物降低了水的有效浓度,降 低了分子扩散性,从而降低了酶促反应速度。过量的底物聚集在酶分子上,生 成无活性的中间产物,不能释放出酶分子,从而也会降低反应
3、速度。 3 温度对酶促反应速度的影响 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 10,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。如,动物组织中各种酶的最适温度为 3740 ;微生 物体内各种酶的最适温度为 2560 ,但也有例外,如黑曲糖化酶的最适温度 为 6264;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 80;枯草杆菌的液化型淀粉酶的最适温度为 8594。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以下的酶,当温度达到
4、 6080时,大部分酶被破坏, 发生不可逆变性;当温度接近 100时,酶的催化作用完全丧失。 所以,人在发烧时,不想吃东西。 4pH 对酶促反应速度的影响 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。人体中的大部分酶所处环境的 pH 值越接近 7,催化效果越好。但人体中的 胃蛋白酶却适宜在 pH 值为 12 的环境中,胰蛋白酶的最适 pH 在 8 左右。 5 激活剂对酶促反应速度的影响 能激活酶的物质称为酶的激活剂。激活剂
5、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。 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。