酶活性

酶催化一定化学反应的能力

酶活性指的是有机体的生命活动表现了它内部化学反应历程的有序性,这种有序性是受多方面因素调节的,一旦破坏了这种有序性,就会导致代谢紊乱,产生疾病,甚至死亡。酶活力受到调节和控制是区别于一般 催化剂 的重要特征。

酶的活性

调节酶的浓度

酶浓度的调节主要有两种方式,一种是诱导或 抑制剂 的合成;一种是调节酶的降解。

调节酶的活性

激素通过与细胞膜或 细胞内受体 相结合而引起一系列 生物学 效应,以此来调节酶活性。

反馈抑制调节

许多 小分子 物质的合成是由一连串的反应组成的, 催化 此物质生成的第一步的酶,往往被它们的终端产物抑制。这种抑制叫反馈抑制(feedback 性抑制 )。例如由 Thr 生物合成 为 异亮氨酸 ,要经过5步,反应第一步有苏氨酸脱氨酶(threonine deaminase)催化,当终产物异亮氨酸浓度达到足够水平时,该酶就被抑制,异亮氨酸结合到酶的一个调节部位上,通过可逆的别够作用对酶产生抑制。当异亮氨酸的浓度下降到一定程度,苏氨酸脱氨酶又将重新表现活性,从而又重新合成异亮氨酸。

抑制剂可调节

酶受大分子抑制剂或 小分子 物质抑制,从而影响活性。例如:大分子物质 胰蛋白酶 抑制剂,可以抑制胰蛋白酶的活性。小分子的抑制剂如一些反应产物:像1,3- 二磷酸甘油酸变位酶 的活性受到它的产物2,3-二磷酸甘油酸的抑制,从而可对这一反应进行调节。

此外某些 无机化合物 离子可对一些酶产生抑制,对另外一些酶产生激活,从而对酶活性起调节作用。酶活性也可受到大分子物质的调节,例如抗 血友病 因子可增强 丝氨酸蛋白酶 的活性,因此它可明显地促进血液凝固过程。

其他调节方式

通过别构调控、 酶原 的激活、酶的可逆共价修饰和 同工酶 来调节酶活性。

测定方法

酶活力测定常用的方法有 终点法 和 动力学 方法 两类。

终点法

测定完成一定量反应所需的时间,如 α淀粉酶 的活力测定。因为碘对淀粉呈现蓝色反应,当淀粉溶液中加入 淀粉酶 后,碘的蓝色反应消失而呈现红棕色;碘对淀粉颜色反应消失的时间可表示 淀粉酶活力 的大小。碘对淀粉颜色反应消失花的时间越短,表示酶的活力越高。

动力学方法

测定一定时间内所起的化学反应量。

①比色法 如果酶反应的产物可与特定的 化学试剂 反应而生成稳定的有色溶液,且生成颜色的深浅与产物的浓度在一定的范围内有 线性关系 可用此法。如 蛋白酶 的活力测定:蛋白酶可 水解 酪蛋白 ,产生的 酪氨酸 可与 福林试剂 反应生成稳定的蓝色化合物,在一定的浓度范围内,所生成蓝色化合物颜色的深浅与酪氨酸的量之间有线性关系,可用于定量测定。

②量气法 主要用于有气体产生的 酶促反应 。如 氨基酸脱羧酶 、 脲酶 的活力测定。产生的 二氧化碳 量可用特制的仪器如瓦氏呼吸仪测定之。根据气体变化和时间的关系,即可求得酶反应的速度。

③滴定法 如果产物之一是自由的酸性物质可用此法。如脂肪酶催化脂肪水解, 脂肪酸 的增加量代表脂肪酶的活力。

④ 分光光度法 利用 底物 和产物光吸收性质的不同,可直接测定反应 混合物 中底物的减少量或产物的增加量。几乎所有的 氧化还原酶 都使用该法测定。如 还原型辅酶 Ⅰ(NADH2)和辅酶Ⅱ(NADPH2)在340nm有吸收,而NAD和NADP在该波长下无吸收, 脱氢酶 类可用该法测定。该法测定迅速简便,自动扫描 分光光度计 的使用对酶活力的快速准确的测定提供的极大的方便。

⑤放射测量法 是酶活力测定中较常用的一种方法。一般用 放射性同位素 标记底物,在反应进行到一定程度时,分离带放射性同位素标记的产物并进行测定,就可测知反应进行的速度。常用的 同位素 有3H,14C,32P,35S,131I等。如 脲酶 ,将 底物 尿素 用14C标记,产生的带放射性的 CO2 气体可用标准计数法进行测定。

⑥酶偶联分析 某些酶本身没有合适的测定方法,但可偶联另一个酶反应进行测定。其基本方法为:应用某一高度专一性的工具酶使被测酶反应能继续进行到某一可直接连续且简便准确测定阶段的方法。如:被测E1反应的产物B是某一 脱氢酶 (E2)的底物,向反应体系中加入足量的脱氢酶和NAD+或 NADPH +,使反应由A经B继续进行到C,然后测定 NADH 或NADPH的特征 吸收光谱 的变化,即可间接地测定E1的活力大小。如 己糖激酶 的活力测定即应用这一方法。注意:使用该法要求指示酶必须很纯,且具有高度的专一性,以免干扰反应而给测定带来麻烦。