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酶工程考点总结
第一章酶学与酶工程
什么是酶?
试述酶的化学本质?
酶是生物体内普遍存在的一种具生物催化活性的蛋白质(或核酸),能在不改变化学反应平衡点的条件下大大降低反应的活化能,从而使化学反应能够在常温常压下迅速高效地进行.
酶促反应速度的概念,表示方法(底物消耗,产物生成),影响酶促反应的因素(至少4种)?
酶催化反应的速率称作酶速度;酶促反应速度就是用一定时间内底物减少或产物生成的量来表示反应的进程。
影响酶促反应的因素:
底物浓度、pH、温度、激活剂、抑制剂
写出米氏酶促反应动力学方程并说明其含义.Km值有何物理意义?
如何测量Km值和Vmax值?
式中
Km值物理意义:
是复合酶的稳定性的量度,等于复合物的分解速率的总和,它大于生成速率
(1)km是酶的一个基本的特征常数。
其大小与酶的浓度无关,而与具体的底物有关,且随着温度、pH和离子强度而改变。
(2)从km可判断酶的专一性和天然底物。
Km最小的底物,通常就是该酶的最适底物,也就是天然底物。
(3)当k2>>k3时,km的大小可以表示酶与底物的亲和性。
(4)从km的大小,可以知道正确测定酶活力时所需的底物浓度。
(5)km还可以推断某一代谢物在体内可能的代谢途径。
测量Km值和Vmax值的方法:
米氏常数可根据实验数据作图法直接求得:
先测定不同底物浓度的反应初速度,从v与[S]的关系曲线求得Vmax,然后再从1/2V求得相应的[S]即为Km(近似值)。
4.充分理解酶的不可逆抑制,可逆抑制(竞争性、非竞争性、反竞争性),理解在上述抑制过程中Km和Vmax的变化
不可逆抑制作用:
抑制剂与酶的结合(共价键)是不可逆的。
通常是与靠近活性部位的氨基酸残基形成共价键,永久地使酶失活。
可逆抑制作用:
抑制剂与酶的结合是可逆的。
抑制程度是由酶与抑制剂之间的亲和力大小、抑制剂的浓度以及底物的浓度决定。
1竞争性抑制作用:
抑制剂和底物竞争与酶结合。
特点:
1)抑制剂和底物竞争酶的结合部位2)抑制程度取决于I和S的浓度以及与酶结合的亲和力大小。
3)竞争性抑制剂的结构与底物结构十分相似。
(第一幅图)
②非竞争性抑制作用:
底物和抑制剂同时与酶结合,但形成的EIS不能进一步转变为产物。
结合物质代谢过程中举例说明别构酶的概念?
有些酶具有类似血红蛋白那样的别构效应,称为别构酶。
正确理解酶活性单位的概念。
什么是酶的国际单位及其定义?
(不能用考马斯亮蓝,因为不能测量目标蛋白的含量)
酶活力是指酶催化某一化学反应的能力。
酶(活力)单位:
在一定条件下,一定时间内将一定量的底物转化为产物所需的酶量。
(U/g,U/ml)国际单位:
在最适的反应条件(25℃)下,每分钟内催化一微摩尔底物转化为产物的酶量定为一个酶活力单位,即1IU=1μmol/min
酶的纯度的概念及测量酶的纯度的方法?
酶的纯度:
单位蛋白中所含的活力单位数,比活力=活力单位数/毫克蛋白(氮)
酶的纯化鉴定:
聚丙烯酰胺凝胶电泳法、等电聚焦电泳法
分离提纯技术手段?
在酶的分离提纯过程中主要技术指标是什么?
(理解)
纯化技术:
凝胶过滤、离子交换、色谱聚焦、疏水作用、亲和分离、反相等
书本20页,这题的知识有点散乱,所以大家有兴趣在看看,这题答案不确定
酶活性中心,必需氨基酸,反应活化能,单纯酶,全酶(结合酶),辅酶,辅基,单体酶,寡聚酶,多酶复合体,同工酶,酶原激活
酶活性中心:
存在于酶分子表面的具有结合和催化底物形成产物的空间区域;包括结合基团和催化基团。
必需基团:
这些基团若经化学修饰使其改变,则酶的活性丧失。
(必需氨基酸?
)
必需氨基酸:
活化能:
分子由常态转变为活化状态所需的能量。
是指在一定温度下,1mol反应物全部进入活化状态所需的自由能。
单纯酶:
全酶:
(结合酶)=酶蛋白+辅因子
辅酶:
与酶蛋白结合得比较松的小分子有机物。
辅基:
与膜蛋白结合得紧密的小分子有机物。
单体酶(monomericenzyme):
仅有一条具有活性部位的多肽链,全部参与水解反应。
寡聚酶(oligomericenzyme):
由几个或多个亚基组成,亚基牢固地联在一起,单个亚基没有催化活性。
亚基之间以非共价键结合。
多酶复合物(multienzymesystem):
几个酶镶嵌而成的复合物。
这些酶催化将底物转化为产物的一系列顺序反应。
同工酶:
——能催化相同的化学反应,但在蛋白质分子的结构、理化性质和免疫性能等方面都存在明显差异的一组酶。
酶原的激活:
没有活性的酶的前体称为酶原。
酶原转变成有活性的酶的过程称为酶原的激活。
酶蛋白的3种组成形式:
单体酶、寡聚酶、多酶复合物
最适pH:
表现出酶最大活力的pH值
pH对酶作用的影响机制:
1.环境过酸、过碱使酶变性失活;2.影响酶活性基团的解离;3.影响底物的解离。
温度对酶作用的影响:
1.温度升高,反应速度加快;2.温度升高,热变性速度加快。
不可逆抑制剂主要有棒酸(克拉维酸)和舒巴坦两种。
它们可抑制β-内酰胺酶Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ型
根据酶所催化的反应类型和机理,把酶分成6大类:
氧化还原酶(包括脱氢酶、氧化酶、过氧化物酶、氧合酶、细胞色素氧化酶);
转移酶(包括一碳基转移酶、酮醛基转移酶、酰基转移酶、核苷基转移酶、含氮基转移酶、磷酸基转移酶、含硫集团转移酶);
水解酶(包括各种酯酶、核苷酶、肽酶);
裂合酶、异构酶、连接酶
酶促反应速度,如何表示酶促反应速度?
试述影响酶促反应速度的主要因素.
酶促反应速度:
表示酶催化反应的速率。
用一定时间内底物减少或产物生成的量来表示酶促反应速度。
测定反应的初速度。
影响因素:
底物浓度:
低底物浓度下,二者成正比例关系;较高底物浓度时,进一步增加底物浓度,导致v0微小变化,此时酶速度依赖于产物自酶解离下的速度,进一步增加不发生影响。
酶浓度:
在底物浓度饱和时,酶浓度与v0成正比关系。
温度:
升高温度增加底物分子的热能,加快反应速率;较高温度增加构成酶本身蛋白质结构的分子热能,最终导致酶的变性。
因此有最适温度。
pH:
最适pH的微小偏离,由于使酶活性部位的基团离子化发生变化,而降低酶的活性。
激活剂、抑制剂。
如何从活性部位的构成及其维持理解酶的结构与功能的关系?
答:
活性中心,即酶分子中直接与底物结合,并和酶催化作用直接有关的部位,包括结合部位和催化部位。
前者是酶与底物结合部位,后者是底物的键被打破或形成新键的部位。
酶活性中心的结合部位决定了酶的专一性。
酶对所作用的底物有严格的选择性。
一种酶仅能作用于一种物质,或一类分子结构相似的物质,促其进行一定的化学反应,产生一定的反应产物。
催化部位决定没锁催化的性质。
催化部位能够催化底物发生化学变化,从而达到降低反应活化能的,催发反应进行。
酶活性中心的必需基团可分为两种,与底物结合的必需基团称为结合基团,促进底物发生化学变化的基团称为催化基团。
还有一些必需基团不参与酶活性中的组成,但是酶活性中心应有的空间构象所必需的的,为酶活性中心以外的必需基团。
酶活性中心的功能是有必须基团实现的,活性中心外必需基团能够维持活性中心的存在。
由活性中心和必需基团的角度可以得出酶的结构决定酶的功能,功能与结构相适应。
答:
1)酶的活性中心或活性部位是酶分子中氨基酸残基的侧链有不同的化学组成。
其中一些与酶的活性密切相关的化学基团称作酶的必需基团。
这些必需基团在一级结构上可能相距很远,但在空间结构上彼此靠近,组成具有特定空间结构的区域,能和底物特异结合并将底物转化为产物。
酶的活性中心包括两个功能部位:
一个是结合部位,是酶与底物结合的基团,决定酶的专一性;另一个是催化部位,催化底物敏感键发生化学变化的基团,决定酶的催化能力。
但这两个部位并不是各自独立存在的,相互联系。
2)参与构成酶的活性中心和维持酶的特定构象所必需的基团为酶的必需基团。
酶的分子中存在有许多功能基团例如,-NH2、-COOH、-SH、-OH等,但并不是这些基团都与酶活性有关。
一般将与酶活性有关的基团称为酶的必需基团。
有些必需基团虽然在一级结构上可能相距很远,但在空间结构上彼此靠近,集中在一起形成具有一定空间结构的区域,该区域与底物相结合并将底物转化为产物,这一区域称为酶的活性中心,对于结合酶来说,辅酶或辅基上的一部分结构往往是活性中心的组成成分。
构成酶活性中心的必需基团可分为两种,与底物结合的必需基团称为结合基团,促进底物发生化学变化的基团称为催化基团。
活性中心中有的必需基团可同时具有这两方面的功能。
还有些必需基团虽然不参加酶的活性中心的组成,但为维持酶活性中心应有的空间构象所必需,这些基团是酶的活性中心以外的必需基团。
第二章酶的固定化
固定化酶活力概念(注:
限制酶的活动空间,不是固体化)
固定化酶的概念:
在一定空间内呈闭锁状态存在的酶,能连续地进行反应,反应后的酶可以回收使用.(不一定是固体)
固定化:
利用一定措施将酶束缚或限制于一定区域内,仍能进行其特有的催化反应,并可回收及重复使用的一类技术。
固定化酶(细胞)在连续测定条件下,活力下降为最初活力一半时所经历的时间,称为半衰期
固定化酶与游离酶相比较的优势?
固定化酶的优势:
①极易将固定化酶与底物、产物分开;产物溶液中没有酶的残留,简化了提纯工艺;
②可以在较长时间内进行反复分批反应和装柱连续反应
③酶反应过程能够加以严格控制;
④较游离酶更适合于多酶反应;
⑤在大多数情况下,能够提高酶的稳定性;
⑥可以增加产物的收率,提高产物的质量;
⑦酶的使用效率提高、成本降低。
固定化酶的缺点:
①固定化时,酶的活力有损失;
②只能用于可溶性底物,而且较适用于小分子底物,对大分子底物不适宜;
③增加了生产的成本,工厂初始投资大;
④与完整菌体相比不适宜于多酶反应,特别是需要辅助因子的反应;
⑤胞内酶必须经过酶的分离手续
评价固定化好坏的指标(偶联率,相对活力,活力回收,半衰期)
偶联率,是中间指标,表示酶被固定化的程度的高低
相对活力,实际体现出的酶活占理论酶活的百分比
活力回收,终端指标,可以体现固定化工艺的好坏。
半衰期,是评定固定化酶稳定性的指标。
固定化酶的评价指标有哪些?
常用的评估指标有:
固定化酶的活力:
是指固定化酶催化某一特定化学反应的能力,其大小可用一定条件下它所催化的某一反应的反应初速度来表示;固定化酶的活力回收:
是指固定化后固定化酶的总活力占用于固定化的游离酶总活力的比例;偶联效率:
载体上固定的蛋白量占加入蛋白总量的百分比。
(加入蛋白活力-上清液蛋白活力)/加入蛋白总活力*100%;相对活力:
固定化酶总活力/(加入酶总活力-上清液中末偶联的酶活力)*100%;半衰期:
是指在连续测定条件下,固定化酶的活力下降为最初活力一半所历经的连续工作时间,为衡量其稳定性的指标。
为什么固定化酶在一般情况下会比游离酶更加稳定?
1固定化后酶分子与载体多点连接,可防止酶分子的伸展变形(空间自由度受限,刚性增加,空间结构不易变----稳定)
2酶活力的缓慢释放
3当酶与固态载体结合后,失去了分子间相互作用的机会,从而抑制了酶的降解
固定化酶的性质发生变化体现在?
米氏常数Km值的变化(见课本P44)。
性质变化体现:
酶活力一般都下降,稳定性一般上升,最适pH改变(附:
最适温度提高)
固定化酶的表观Km随载体的带电性能变化:
(表观Km值指的是测出来的Km值,不一定是实际的.比如包埋后的酶可能性质不变,但Km会由于传质效应而测出来上升,这时由于酶的性质不变,实际上km是不变的.)
固定化共价固定的活化基团方法举例?
载体上常用的功能基团包括:
芳香氨基,羟基,羧甲基,氨基等
可以与载体结合的酶的功能基团包括:
氨基,羧基,巯基,羟基,咪唑基,酚基等
酶的固定化方法有哪些分类?
其中可用于共价结合的酶的功能团有哪些?
酶的固定化方法通常按照结合的类型进行分类:
1非固定结合法:
包括结晶法、分散法、吸附法分为物理及离子吸附法;②化学结合法:
包括交联法、共价结合法;③包埋法:
包括微囊型和网格型。
其中可用于共价结合的酶的功能团有氨基,羧基,巯基,羟基,咪唑基,酚基等。
酶的固定化方法主要有:
共价结合固定法,和非共价结合法。
非共价结合法包括:
结晶法;分散法;物理吸附法;离子结合法
结晶法局限性是:
在不断的重复循环中,酶会有所损耗.
物理吸附法优点:
酶活性中心不易被破坏,酶高级结构变化少,因而酶活力损失很少。
缺点:
酶与载体相互作用力弱,酶易脱落等。
共价结合法:
主要有二种
①将载体有关基团活化,然后与酶有关基团发生偶联反应;
②在载体上接上一个双功能基团,然后将酶偶联上去。
活化载体的方法:
重氮偶联法;溴化氰法
●优缺点:
•优点:
与酶结合牢固,不容易脱落;
•缺点:
反应条件苛刻,操作复杂,容易引起酶失活,酶活回收率低,甚至底物的专一性等也会发生变化。
交联法属于共价结合法,但无载体,最常使用的交联剂是:
戊二醛。
降低交联剂浓度和浓缩反应时间将有利于固定化酶比活的提供。
,固定化后酶的哪些主要性质发生了变化?
变化的趋势及原因分析.
固定化酶的活力一般比天然酶小,原因:
①固定化过程中,酶分子空间构象会有所变化,甚至影响了活性中心的氨基酸;②固定化后,酶分子空间自由度受到限制(空间位阻),影响到活性中心与底物的定位作用;③内扩散阻力使底物分子与活性中心接近受阻;④包埋时酶被高分子物质半透膜包围,大分子底物不能透过膜与酶接触。
在大多数情况下酶经过固定化后其稳定性都有所提高,表现在热稳定性提高;对各种有机试剂及酶抑制剂的稳定性提高;对不同pH稳定性、蛋白酶稳定性、贮存稳定性和操作稳定性都有影响。
原因:
①固定化后酶分子与载体多点连接,可防止酶分子伸展变性;②酶活力的缓慢释放;③当酶与固态载体结合后,失去了分子间相互作用的机会,从而抑制酶的自降解。
影响固定化酶性能的因素
(一)质量传递效应:
•由于空间位阻、离子强度变化或其他因素导致溶质在反应体系中运动性能受到影响,这种现象称质量传递效应。
•对于固定化酶,由于质量传递效应能引起反应速率的降低,因此和天然酶相比,其催化效率有所降低。
•增强催化效率的一些方法:
1降低颗粒大小;
2对于比活力高的酶应降低酶的负载量;
3使酶在载体的外部优先结合。
第三章酶的化学修饰
化学修饰:
凡通过化学基团的引入或除去,而使蛋白质共价结构发生改变,称为蛋白质的化学修饰.
选择性化学修饰:
利用化学试剂对肽链特定的基团的专一性修饰,称为选择性化学修饰。
亲和修饰:
修饰剂与底物有相类似的结构,对酶活性部位具有高度的专一性,能对活性部位的氨基酸残基进行共价标记,这类专一性化学修饰称为亲和化学修饰。
亲和试剂应具有的特性:
在使酶不可逆地失活前,亲和试剂要和酶形成可逆复合物;
亲和试剂的修饰程度是有限的;
没有反应的竞争性配体的存在应减弱亲和试剂的反应速度;
亲和试剂的体积不能太大,否则会产生空间障碍;
修饰产物应该稳定,便于表征和定量.
在蛋白质的化学修饰中,如何控制反应的专一性?
答:
控制修饰反应的专一性一般从对试剂的选择、反应条件的选择和反应的专一性这几个方面去控制。
1.根据修饰的目的选择合适的试剂
试剂的选择在很大程度上要依据修饰目的,这一般应考虑这些问题:
如在反应条件下,修饰反应有没有限度、要完成的程度、对个别氨基酸残基是否专一及修饰后蛋白质的构象是否基本保持不变、是否需要分离修饰后的衍生物;反应是否需要可逆、是否适合建立快速方便的分析方法等,在决定选择某一修饰方法之前,对上述问题必须有一个权衡的考虑。
2.选择合适的反应条件
原则:
允许修饰反应能顺利进行,同时不造成蛋白质的不可逆变性,有利于专一性地修饰蛋白质。
因此对反应的温度、pH值、反应介质、缓冲液等都要根据以上原则进行考虑。
3.其他增强修饰反应专一性的方式
1利用蛋白质分子中某些基团的特殊性;
2选择不同的反应pH值;
3利用某些产物的不稳定性;
4亲和标记;
5差别标记;
6利用蛋白质状态的差异。
如何控制酶修饰反应的专一性?
a)依赖修饰的目的选择合适的化学修饰剂(举一两个例子)
一般地要考虑以下问题:
i.修饰反应要完成的程度;
ii.对个别氨基酸残基是否专一;
iii.在反应条件下,修饰反应有没有限度;
iv.修饰后蛋白质的构象是否基本保持不变;
v.是否需要分离修饰后的衍生物;
vi.反应是否需要可逆;
vii.是否适合建立快速方便的分析方法。
b)反应条件的选择(举一两个例子)
原则:
允许修饰反应能顺利进行,同时不造成蛋白质的不可逆变性,有利于专一性地修饰蛋白质。
因此对反应的温度、pH值、反应介质、缓冲液等都要根据以上原则进行考虑。
大分子化学修饰的优点:
稳定性提高,体内半衰期延长,免疫原性和毒性降低或消除,提高膜渗透性,提高疗效,增加在有机溶剂中的溶解度和耐有机溶剂变性的能力。
举例分析为什么要进行酶的化学修饰?
适当的化学修饰是提高酶稳定性、解除其抗原性、改变酶学性质(最适pH、最适温度、Km值、催化活性和专一性)的一种重要手段。
酶修饰的程度和部位的测定?
分析方法:
光谱法(最简单,最有效);间接法(最常用)
修饰对酶的性质的影响(是一般,不是一定)?
酶经过修饰后,其性质的变化包括:
提供生物活性(包括某些在修饰后对效应物的反应性能改变);增强在不良环境中的稳定性;针对特异性反应降低生物识别能力,解除免疫原性;产生新的催化能力。
蛋白质侧链主要功能基有:
氨基,羧基,巯基,咪唑基,酚基,吲哚基,胍基,甲硫基等;
修饰反应主要有:
酰化反应,烷基化反应,氧化还原反应,芳香环取代反应等;
利用具有两个反应活性部位的双功能基团使相隔较近的两个氨基酸残基之间或酶与其他分子之间发生交联反应,这种修饰方法叫化学交联。
简述酶的主要功能基团的修饰方法,每一种功能基团的修饰方法中的典型的一种
蛋白质功能基团的修饰包括有:
氨基:
以卤代乙酸为修饰剂的烷基化的氨基。
磷酸吡哆醛:
325nm;三硝基苯磺酸:
420nm和367nm;
羧基:
水溶性的碳二亚胺类特定修饰酶的羧基;
巯基:
有机汞试剂,如对氯汞苯甲酸对巯基修饰。
N-乙基马来酰亚胺:
300nm;对氯汞苯甲酸:
250nm;5,5’-二硫-2-硝基苯甲酸:
412nm;
咪唑基:
以焦磷酸二乙酯(DPC)和碘代乙酸为代表的组氨酸咪唑基的修饰;
酚基:
四硝基甲烷在温和条件下对硝化酪氨酸酚基的修饰;
吲哚基:
以N-溴代琥珀酰亚胺(NBS)为代表的色氨酸吲哚基的修饰;
胍基:
以丁二酮为代表的具有二个邻位羰基的化合物的精氨酸残基的修饰;
甲硫基:
经过氧化氢、过甲酸等可将硫醚氧化成甲硫氨酸桠枫。
第四章酶蛋白的稳定性和稳定化
什么叫蛋白质的稳定性?
如何理解蛋白质的稳定性这个概念?
影响蛋白质稳定性的主要因素有哪些?
如何理解疏水性与蛋白质稳定性的关系?
(疏水键内部规则排列越高,稳定性越高)
蛋白质的稳定性:
蛋白质抵抗各种因素的影响,保持其生物活力的能力.
维持蛋白结构稳定的主要因素:
1金属离子、底物、辅因子和其他相对低分子质量配体的结合作用
2蛋白质-蛋白质和蛋白质-脂的作用
3盐桥和氢键
4二硫键
5对氧化修饰敏感的氨基酸含量较低
6氨基酸残基的坚实装配
7疏水相互作用
疏水性与蛋白质稳定性的关系
▪疏水性大小与稳定性没有必然的联系
▪非极性氨基酸在蛋白质球体内的规则的排列是稳定性的原因之一
▪增加疏水作用是稳定蛋白质的实用方法:
降低蛋白质表面的疏水性,增加蛋白质内部的疏水性
蛋白质稳定性的指标?
热稳定性的衡量标准和稳定性的最有效指标是什么?
(半衰期,熔化温度,变性剂浓度)
指标包括熔化温度Tm、蛋白质自由能、最大稳定性温度、在特定条件下蛋白质功能活性维持的时间;其中最有效指标熔化温度Tm、蛋白质伸展50%时的变性剂浓度
蛋白质失活有哪些可能的原因和机理?
蛋白质水解酶和自溶作用:
体外蛋白水解作用,催化肽键水解,当蛋白质底物也是蛋白水解酶时就会发生自我降解现象,即自溶;
聚合作用:
蛋白质首先发生可逆性伸展,伸展的蛋白质分子彼此缔合,以最大限度减少疏水氨基酸暴露于水溶剂,最后可能发生蛋白质分子间二硫键的形成,从而使蛋白质沉淀析出.蛋白质的聚合作用可能是不可逆的,并不一定是不可逆的.
极端pH:
pH的变化可以引起蛋白质的伸展,这个过程原则上是可逆的,但这些变化常能导致不可逆的聚合或酶的自溶,引起不可逆失活.
氧化作用、表面活性和去污剂、变性剂、重金属离子和巯基试剂、热、机械力、冷冻和脱水,辐射作用
添加剂:
专一性底物及配体;非专一性中性盐和多羟基物质;与失活剂竞争的物质;除掉破坏化学催化剂的物质
从固定化和修饰的角度讨论酶的稳定化策略.
固定化通过空间障碍,机械方式两个因素来达到酶的稳定化;空间障碍即由于空间障碍可以防止蛋白水解酶的作用,阻挡酶与化学失活剂的接触,同时阻碍氧向酶的扩散可以保护对氧不稳定的酶。
机械方式使酶发生交联或包埋在载体紧密的孔中可以使酶的构象更加坚牢,从而阻止酶构象从折叠态向伸展态过渡。
修饰使酶构象坚固化,修饰可增加、中和或改变酶分子上的带电残基,可溶性大分子的连接抑制与其他溶质(蛋白酶)的相互作用,从而达到酶的稳定化。
第五章非水酶学
有机溶剂中酶的催化活性和选择性与什么因素有关?
(至少指出4种因素)
系统的含水量、有机溶剂性质、酶的状态(固定化、游离、化学修饰、干粉等)、环境pH值等密切相关
酶在非水介质中酶结构及功能的关系如何变化?
答:
酶的结构的改变使酶功能发生相应的改变。
①酶分子结构动态变化:
酶分子在水溶液中以其紧密的空间结构和一定的柔性发挥催化功能;在含微量水(<1%)的有机溶剂中,与蛋白质分子形成分子间氢键的水极少,蛋白质分子内氢键起主导作用,导致蛋白质变得“刚硬”,活动的自由度变小,限制了疏水环境下蛋白质构象向热力学稳定状态的变化。
导致:
酶的活力发生改变:
一般能够较好的保持,但部分酶会失活
②由于有机溶剂中缺少使酶失活的水分子,由水引起的酶分子中天冬酰胺脱氨基作用,天冬氨酸肽键水解,二硫键破坏,半胱氨酸氧化及脯氨酸和甘氨酸的异构化等蛋白质热失活过程全都难以进行
导致:
有机溶剂中酶的热稳定性和储存性都比水溶液中高。
③酶在有机溶剂中对底物的化学结构和立体结构均有严格的选择性;酶与底物的结合受溶剂的影响,底物专一性在有机溶剂中将发生改变;在水中酶和底物主要靠疏水作用,而在非水介质中疏水作用已不重要.主要决定于自由能的变化
导致:
对生产有利的改变,如底物特异性提高
28,酶在有机介质中具有更高稳定性的原因?
答:
由于有机溶剂中缺少使酶失活的水分子,由水引起的酶分子中天冬酰胺脱氨基作用,天冬氨酸肽键水解,二硫键破坏,半胱氨酸氧化及脯氨酸和甘氨酸的异构化等蛋白质热失活过程全都难以进行
29,酶在有机溶剂中表现催化作用与水的关系?
答:
①与酶结合的水量是影响酶活力稳定性以及专一性的决定因素,成功应用非水介质中的酶催化反应,控制酶结合水和水在酶分子中的位置是关键.
②水对于酶催化活性构象的获得是必须的,但水也与许多酶的失活过程有关.
③在非水酶体系中,含水量的微小差别会导致酶催化活性的较大改变.
具体细化:
(④当酶周围的水化层受到破坏时,酶基本上是没有活力的,随着水化程度的增加,酶活力将得到恢复.
⑤酶需要水维持其活性三维结构,水影响蛋白质结构的完整性,活性位点的极性和稳定性;酶周围水的存在,能降低酶分子的极性氨基酸的相互作用,防止产生不正确的构象.
⑥含水量太高时,酶结构的柔性过大,酶的构象将向疏水环境热力学稳定状态变化,引起酶结构的改变和失活.)
非水介质中酶的催化作用与
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