酶促反應時間為什麼必須嚴格控制
Ⅰ 進行酶的實驗必須注意控制哪些條件為什麼
進行酶的實驗必須注意控制環境溫度,濕度,PH值,底物的量以及酶的量。
因為過酸或者過鹼的環境會使酶失去活性,而低溫會降低酶的活性,高溫會使酶失去活性,底物的量和酶的量也會影響酶的實驗結果。
溫度和PH對酶活性的影響圖:
(1)酶促反應時間為什麼必須嚴格控制擴展閱讀:
酶(enzyme)是由活細胞產生的、對其底物具有高度特異性和高度催化效能的蛋白質或RNA。酶的催化作用有賴於酶分子的一級結構及空間結構的完整。若酶分子變性或亞基解聚均可導致酶活性喪失。酶屬生物大分子,分子質量至少在1萬以上,大的可達百萬。
酶是一類極為重要的生物催化劑(biocatalyst)。由於酶的作用,生物體內的化學反應在極為溫和的條件下也能高效和特異地進行。
參考資料來源:
網路-酶
Ⅱ 酶促褐變的機理是什麼控制酶促褐變的方法有哪些
反應機理:
植物中的酚類物質在酚酶及過氧化物酶的催化下氧化成睨,醍再進行非嗨促反應生成褐色的色素。
植物組織中含有酚類物質,在完整的細胞中作為呼吸鏈傳遞物質,在酚-昆之間保持著動態的平衡。當細胞組織破壞後,氧大量侵入,酚在酶的催化作用下造成鯤的形成,平衡受到破壞,於是發生鯤的積累,醍再進一步氧化聚合形成褐色色素稱為黑色素或類黑精,造成食品的褐變。
控制酶促褐變的方法主要有以下幾種:
1、加熱處理
因為酶是蛋白質,加熱能使酚酶及其它的酶失活,加熱處理時間必須嚴格控制,要求在最短時間內,既能達到鈍化酶的要求,又不影響食品原有的風味。
如蔬菜在冷凍保藏或在脫水干制之前需要在沸水或蒸汽中進行短時間的熱燙處理,以破壞其中的酶,然後用冷水或冷風迅速將果蔬冷卻,停止熱處理作用,以保持果蔬的脆嫩。
2、調節pH
多數酚酶最適宜的pH范圍是6~7之間,在pH為3以下時已無明顯活性,降低pH來防止果蔬褐變是果蔬加工常用的方法,常用的酸有檸檬酸、蘋果酸、抗壞血酸等。
檸檬酸對抑制酚酶氧化有雙重作用,既可降低 pH,又可與酚酶輔基的銅離子絡合而抑制其活性,通常與抗壞血酸或亞硫酸聯用。蘋果酸是蘋果汁中的主要有機酸,它在蘋果汁中對酚酶的抑製作用比檸檬酸強得多。
抗壞血酸是十分有效的酶抑制劑,無異味,對金屬無腐蝕性,同時又有營養價值,它不僅能降低 pH,同時還具有還原作用,能將醍還原成酚從而阻止配的聚合。
3、用二氧化硫及亞硫酸鹽處理
二氧化硫、亞硫酸鈉、焦亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、連二亞硫酸鈉(低亞硫酸鈉)都是廣泛使用的酚酶抑制劑。在蘑菇、馬鈴薯、桃、蘋果加工中常用二氧化硫及亞硫酸鹽溶液作為護色劑。
4、驅氧法
將切開的水果蔬菜浸泡在水中,隔絕氧以防止酶促褐變,更有效的方法是在水中加入抗壞血酸,使抗壞血酸在自動氧化過程中消耗果蔬切開組織表面的氧,使表面生成一層氧化態抗壞血酸隔離層;
對組織中含氧較多的水果如蘋果、梨,組織中的氧也會引起緩慢褐變,需要用真空滲入法把糖水或鹽水強行滲入組織內部,驅出細胞間隙中的氧。一般在一定的真空下保持一段時間後突然破壞真空即可達到目的。
5、加酚酶底物的類似物
加入酚酶底物的類似物,如肉桂酸,阿魏酸,對位香豆酸等能有效抑制蘋果汁的酶促褐變,而且這3種有機酸是果蔬中天然存在的芳香有機酸。
防止酶促褐變的機理與措施
1、熱處理:熱燙、巴氏殺菌和微波加熱90-95℃,維持幾秒鍾。
2、酸處理:多數酚酶的最適pH 為6-7,pH<3.0 基本失活,所以降低pH 就可以抑制酶促褐變,常用VC、檸檬酸、蘋果酸來降低pH。一般檸檬酸 與亞硫酸鈉混用,0.5%檸檬酸+ 0.3%VC。
3、二氧化硫及亞硫酸鈉:在pH=6 時,效果最好,10ppm 的二氧化硫足以使酚酶失活,但考慮到揮發,反應損失等,一般增加為300ppm,殘留低於20mg/kg。添加此類試劑會造成食品褪色和維生素B1被破壞。
4、驅氧法:使用抗壞血酸,浸塗在果蔬表面,其可螯合Cu,還原醌,它比醌更容易氧化。
5、底物改性:使酚形成甲基取代物。
Ⅲ 酶促反應中為什麼延長反應時間,最適溫度降低
因為溫度會影響酶的失活速率,有的酶在催化瞬間速率最高時迅速失活。若所需的時間短,就盡量選最高效率;要長時間反應就要盡量保持酶活性。所以要綜合考慮催化效率和失活速率。
Ⅳ 酶促反應速度時,如何設定反應條件,或遵守哪些原則
1.溫度:酶促反應在一定溫度范圍內反應速度隨溫度的升高而加快;但當溫度升高到一定限度時,酶促反應速度不僅不再加快反而隨著溫度的升高而下降。在一定條件下,每一種酶在某一定溫度時活力最大,這個溫度稱為這種酶的最適溫度。
2.酸鹼度:每一種酶只能在一定限度的pH范圍內才表現活性,超過這個范圍酶就會失去活性。
3.酶濃度:在底物足夠,其它條件固定的條件下,反應系統中不含有抑制酶活性的物質及其它不利於酶發揮作用的因素時,酶促反應的速度與酶濃度成正比。
4.底物濃度:在底物濃度較低時,反應速度隨底物濃度增加而加快,反應速度與底物濃度近乎:成正比,在底物濃度較高時,底物濃度增加,反應速度也隨之加快,但不顯著;當底物濃度很大且達到一定限度時,反應速度就達到一個最大值,此時即使再增加底物濃度,反應也幾乎不再改變。
5.抑制劑:能特異性的抑制酶活性,從而抑制酶促反應的物質稱為抑制劑。
6.激活劑:能使酶從無活性到有活性或使酶活性提高的物質稱為酶的激活劑.
Ⅳ 生化試驗 測定酶活力時需要對試劑、作用時間等嚴格控制
澱粉酶活力的測定
一、目的
學習和掌握測定澱粉酶(包括α-澱粉酶和β-澱粉酶)活力的原理和方法。
二、原理
澱粉是植物最主要的貯藏多糖,也是人和動物的重要食物和發酵工業的基本原料。澱粉經澱粉酶作用後生成葡萄糖、麥芽糖等小分子物質而被機體利用。澱粉酶主要包括α-澱粉酶和β-澱粉酶兩種。α-澱粉酶可隨機地作用於澱粉中的α-1,4-糖苷鍵,生成葡萄糖、麥芽糖、麥芽三糖、糊精等還原糖,同時使澱粉的粘度降低,因此又稱為液化酶。β-澱粉酶可從澱粉的非還原性末端進行水解,每次水解下一分子麥芽糖,又被稱為糖化酶。澱粉酶催化產生的這些還原糖能使3,5-二硝基水楊酸還原,生成棕紅色的3-氨基-5-硝基水楊酸,其反應如下:
澱粉酶活力的大小與產生的還原糖的量成正比。用標准濃度的麥芽糖溶液製作標准曲線,用比色法測定澱粉酶作用於澱粉後生成的還原糖的量,以單位重量樣品在一定時間內生成的麥芽糖的量表示酶活力。
澱粉酶存在於幾乎所有植物中,特別是萌發後的禾穀類種子,澱粉酶活力最強,其中主要是α-澱粉酶和β-澱粉酶。兩種澱粉酶特性不同,α-澱粉酶不耐酸,在pH3.6以下迅速鈍化。β-澱粉酶不耐熱,在70℃15min鈍化。根據它們的這種特性,在測定活力時鈍化其中之一,就可測出另一種澱粉酶的活力。本實驗採用加熱的方法鈍化β-澱粉酶,測出α-澱粉酶的活力。在非鈍化條件下測定澱粉酶總活力(α-澱粉酶活力+β-澱粉酶活力),再減去α-澱粉酶的活力,就可求出β-澱粉酶的活力。
三、實驗材料、主要儀器和試劑
1.實驗材料
萌發的小麥種子(芽長約1cm)
2.儀器
(1)離心機
(2)離心管
(3)研缽
(4)電爐
(5)容量瓶:50mL×1, 100mL×1
(6)恆溫水浴
(7)20mL具塞刻度試管×13
(8)試管架
(9)刻度吸管:2mL×3, 1mL×2, 10mL×1
(10)分光光度計
3.試劑(均為分析純)
(1)標准麥芽糖溶液(1mg/mL):精確稱取100mg麥芽糖,用蒸餾水溶解並定容至100mL。
(2)3,5-二硝基水楊酸試劑:精確稱取3,5-二硝基水楊酸1g,溶於20mL 2mol/L NaOH溶液中,加入50mL蒸餾水,再加入30g酒石酸鉀鈉,待溶解後用蒸餾水定容至100mL。蓋緊瓶塞,勿使CO2進入。若溶液混濁可過濾後使用。
(3)0.1mol/L pH5.6的檸檬酸緩沖液
A液:(0.1mol/L 檸檬酸):稱取C6H8O7·H2O 21.01g,用蒸餾水溶解並定容至1L。
B液:(0.1mol/L檸檬酸鈉):稱取Na3C6H5O7·2H2O 29.41g,用蒸餾水溶解並定容至1L。
取A液55mL與B液145mL混勻,既為0.1mol/LpH5.6的檸檬酸緩沖液。
(4)1%澱粉溶液:稱取1g澱粉溶於100mL 0.1mol/L pH5.6的檸檬酸緩沖液中。
四、操作步驟
1.麥芽糖標准曲線的製作
取7支幹凈的具塞刻度試管,編號,按表1加入試劑:
表1 麥芽糖標准曲線製作
試 劑
管 號
1
2
3
4
5
6
7
麥芽糖標准液(mL)
0
0.2
0.6
1.0
1.4
1.8
2.0
蒸餾水(mL)
2.0
1.8
1.4
1.0
0.6
0.2
0
麥芽糖含量(mg)
0
0.2
0.6
1.0
1.4
1.8
2.0
3,5-二硝基水楊酸(mL)
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
搖勻,置沸水浴中煮沸5min。取出後流水冷卻,加蒸餾水定容至20mL。以1號管作為空白調零點,在540nm波長下比色測定光密度。以麥芽糖含量為橫坐標,光密度為縱坐標,繪制標准曲線。
2.澱粉酶液的制備
稱取1g萌發3天的小麥種子(芽長約1cm),置於研缽中,加入少量石英砂和2mL蒸餾水,研磨勻漿。將勻漿倒入離心管中,用6mL蒸餾水分次將殘渣洗入離心管。提取液在室溫下放置提取15~20min,每隔數分鍾攪動1次,使其充分提取。然後在3 000r/min轉速下離心10min,將上清液倒入100mL容量瓶中,加蒸餾水定容至刻度,搖勻,即為澱粉酶原液,用於α-澱粉酶活力測定。
吸取上述澱粉酶原液10mL,放入50mL容量瓶中,用蒸餾水定容至刻度,搖勻,即為澱粉酶稀釋液,用於澱粉酶總活力的測定。
2. 酶活力的測定:取6支幹凈的試管,編號,按表2進行操作。
表2 酶活力測定取樣表
操 作 項 目 α‑澱粉酶活力測定 β-澱粉酶活力測定
Ⅰ- 1 Ⅰ- 2 Ⅰ- 3 Ⅱ- 4 Ⅱ- 5 Ⅱ- 6
澱粉酶原液(mL) 1.0 1.0 1.0 0 0 0
鈍化β-澱粉酶 置70℃水浴15min,冷卻
澱粉酶稀釋液(mL) 0 0 0 1.0 1.0 1.0
3,5-二硝基水楊酸(mL) 2.0 0 0 2.0 0. 0
預保溫 將各試管和澱粉溶液置於40℃恆溫水浴中保溫10min
1%澱粉溶液(mL) 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
保溫 在40℃恆溫水浴中准確保溫5min
3,5-二硝基水楊酸(mL) 0 2.0 2.0 0 2.0 2.0
將各試管搖勻,顯色後進行比色測定光密度,記錄測定結果,操作同標准曲線。
五、結果計算
計算Ⅰ- 2、Ⅰ- 3光密度平均值與Ⅰ- 1光密度之差,在標准曲線上查出相應的麥芽糖含量(mg),按下列公式計算α- 澱粉酶的活力。
計算Ⅱ- 2、Ⅱ- 3光密度平均值與Ⅱ- 1光密度之差,在標准曲線上查出相應的麥芽糖含量(mg),按下式計算(α+β)澱粉酶總活力。
β-澱粉酶活力=(α+β)澱粉酶總活力-α-澱粉酶活力
六、附 注
(1)樣品提取液的定容體積和酶液稀釋倍數可根據不同材料酶活性的大小而定。
(2)為了確保酶促反應時間的准確性,在進行保溫這一步驟時,可以將各試管每隔一定時間依次放入恆溫水浴,准確記錄時間,到達5min時取出試管,立即加入3,5-二硝基水楊酸以終止酶反應,以便盡量減小因各試管保溫時間不同而引起的誤差。同時恆溫水浴溫度變化應不超過±0.5℃。
(3)如果條件允許,各實驗小組可採用不同材料,例如萌發1d、2d、3d、4d的小麥種子,比較測定結果,以了解萌發過程中這兩種澱粉酶活性的變化。
推薦網址:
http://www.estarch.com/news/26/news_6498.html
http://www.bbioo.com/bio101/2006/7201.htm
http://www.scuta.e.cn/yuanxi/bylw/syzd/srdsyzdsy18.htm
Ⅵ 酶促反應的最適溫度為什麼和反應時間有關
因為溫度會影響酶的失活速率,有的酶在催化瞬間速率最高時迅速失活。若所需的時間短,就盡量選最高效率;要長時間反應就要盡量保持酶活性。所以要綜合考慮催化效率和失活速率。
Ⅶ 在PH值相同的情況下,酶促反應所需時間主要與哪些因素有關
影響酶促反應速度的因素
底物濃度對酶反應速度的影響
底物濃度的改變,對酶反應速度的影響比較復雜。在一定的酶濃度下當底物濃度較低時(底物濃度從0逐漸增高),反應速度與底物濃度的關系呈正比關系(如右圖);隨著底物濃度的增加,反應速度不再按正比升高;如果再繼續加大底物濃度,反應速度卻不再上升,趨向一個極限。
pH對酶反應速度的影響
胰蛋白酶 大部分酶的活力受其環境pH的影響,在一定pH下,酶促反應具有最大速度,高於或低於此值,反應就會下降,通常稱此pH為酶的最適pH。不同酶的最適pH 不同。例如:胃蛋白酶的最適pH為1.5~2.2,胰蛋白酶的最適pH為8.0~9.0,唾液澱粉酶的最適pH為6.8等。動物酶多在pH6.5~8.0 之間,植物及微生物多在pH4.5~6.5之間,但也有例外。如:真菌的最適pH為5.0~6.0,多數細菌的最適為6.5~7.5,放線菌的最適在 7.5~8.5。
pH影響酶活性的主要原因是:過酸、過鹼影響了酶分子的結構,甚至使酶變性失活。
應該注意的是,酶在試管中的最適pH與它在正常細胞中的生理pH值並不一定完全相同。這是因為一個細胞內可能會有幾百種酶,不同的酶對此細胞內的生理pH的敏感性不同;也就是說此pH對一些酶是最適pH,而對另一些酶則不是,不同的酶表現出不同的活性。這種不同對於控制細胞內復雜的代謝途徑可能具有很重要的意義。
溫度對酶促反應速度的影響
不同的溫度對活性的影響不同,但都有一個最適溫度。在最適溫度的兩側,反應速度都比較低。
溫度對酶促反應的影響包括兩方面:一方面是當溫度升高時,反應速度也加快,這與一般化學反應相同。另一方面,隨溫度升高而使酶逐步變性,即通過減少有活性的酶而降低酶的反應速度。在低於最適溫度時,前一種效應為主,在高於最適溫度時,則後一種效應為主,因而酶活性喪失,反應速度下降。
在制備培養基的過程中,可採用高溫對培養基進行滅菌,主要是破壞了微生物體內的酶的活性。採用高溫滅菌在醫學和生活實踐中都有較廣泛的應用。
在低溫的條件下,酶的活性降低,但酶分子的結構一般還會發生改變。所以,人們可以選擇在低溫下保存酶。在生活實踐中人們也經常選擇在低溫下較長時間保存食品。
抑制劑的影響作用
通過改變酶必需基團的化學性質從而引起酶活力降低或喪失的作用稱為抑製作用,具有抑製作用的物質稱為抑制劑,抑制劑通常是小分子化合物,但在生物體內也存在生物大分子類型的抑制劑。
酶的抑制劑分為不可逆抑制劑和可逆抑制劑兩大類。不可逆抑制劑與酶的必需基團以共價鍵結合,引起酶的永久性失活,其抑製作用不能夠用透析,超濾等溫和物理手段解除。可逆抑制劑與酶蛋白以非共價鍵結合,引起酶活性暫時性喪失,其抑製作用可以通過透析、超濾等手段解除。可逆抑制劑又分為競爭性抑制劑、非競爭性抑制劑和反競爭性抑制劑等。
激活劑的影響作用
酶的活力可以被某些物質提高,這些物質稱為激活劑,在酶促反應體現中加入激活劑可導致反應速率增加。通常酶對激活劑有一定選擇性,且有一定濃度要求,一種酶的激活劑對另一種酶可能是抑制劑,當激活劑的濃度超過一定的范圍時,他就成為抑制劑
Ⅷ 生物體內的酶促反應是如何受到調控的
生物體內的酶促反應受多種因素的調節和控制。主要是PH值、溫度、激活劑和抑制劑四大類。
在生物體內,溫度因素的影響主要表現在植物和變溫動物方面。一般來說,溫度升高有利於酶促反應進行,但溫度高於酶的穩定溫度,酶活性反而會降低,甚至酶會失活,酶促反應會停止。而溫度因素對於恆溫動物則基本沒有影響。
每一種酶都有其最適PH值,小於或大於該PH值,都會影響酶的活性和酶促反應的進行。如在動物消化道中,胃中的各種酶適用於在酸性條件下發生作用,而小腸中的各種酶適用於在近中性的條件下發生作用。
酶的激活劑有許多類,如金屬離子、小分子有機物、反應底物的存在與濃度等。
酶的抑制劑也有許多種類,如金屬離子、變構效應物(通常是反應產物)的濃度等。
Ⅸ 測定酶活力要注意控制哪些條件
1、底物濃度:除選擇適合的底物外,在實際應用中更多考慮的是底物濃度。由於[S]與反應速度V成雙曲線關系,在酶活性測定時,要求[S]達到一定水平以保證酶活性與酶量成正比。
2、酶濃度:在反應條件一定時,酶濃度與反應速度成正比。按照中間產物學說,只有[S]>>[E]時,酶才能被底物分子飽和,反應速度才能達到最大值。因此當標本酶活力過高時,應將標本適當稀釋後再加以測定。
3、溫度:不同的酶最適溫度可以不同,多數酶的最適溫度在37~40℃。高於或低於最適溫度,酶活性都降低。
4、離子強度和pH值:在最適pH時,酶的活性最強,高於或低於最適pH,酶的活性都降低。
一般採用電化學和光物理的方法
即利用反應物或產物的吸光性,用紫外分光光度法或熒光法測定。若酶反應過程中產物或反應物有氣體,則可用測壓儀(瓦氏呼吸儀)測定。若反應過程中生成酸,則可用電化學法。用同位素標記的底物則可用放射化學法測定底物濃度變化,計算酶活性。一些性質穩定的酶,也可用高效液相色譜法檢測。
以上內容參考:網路-酶活性測定
Ⅹ 酶促反應的特點和作用機制是什麼
酶促反應的特點與機制 酶與一般催化劑相比的共性 用量少而催化效率高 能催化熱力學上允許進行的化學反應 而不能實現那些熱力學上不能進行的反應 能縮短反應達到平衡所需的時間 而不能改變平衡點 一般情況下 對可逆反應的正反兩個方向的催化作用相同 反應前後沒有質和量的改變 第二節 酶促反應的特點與機制 高效性 酶的催化作用可使反應速度提高106-1012倍例如 過氧化氫分解H2O2—H2O+O2用Fe+催化 效率為6*10-4
mol/mol.S, 而用過氧化氫酶催化 效率為6*106mol/mol.S。用?-澱粉酶催化澱粉水解 1克結晶酶在65?C條件下可催化2噸澱粉水解 第二節 酶促反應的特點與機制 特異性酶的專一性Speciflcity又稱為特異性 是指酶在催化生化反應時對底物以及對反應方向的選擇性 第二節 酶促反應的特點與機制 催化條件溫度范圍為20-40?C。第二節酶催反應的特點與機制 酶的活性可以被調節酶的活性可以被調節和控制 在生物體可以通過多種方式調節酶的活性 從而使體內的各種新陳代謝能夠相互協調 許多因素可以影響或調節酶的催化活性 如代謝物 對酶分子的共價修飾 酶蛋白的合成改變等 第二節 酶促反應的特點與機制 酶易變性失活 酶是蛋白質 所以在某些理化因子的作用下易變性失活 第二節 酶促反應的特點與機制 三點結合 的催化理論 酶與底物的結合處至少有三個點 而且只有一種情況是完全結合的形式 只有這種情況下 不對稱催化作用才能實現 第二節酶催反應的特點與機制 鎖鑰學說整個酶分子的天然構象是具有剛性結構的 酶表面具有特定的形狀 酶與底物的結合如同一把鑰匙對一把鎖一樣 第二節酶催反應的特點與機制 誘導契合學說 酶不具有與底物相識別的固定構象 當底物與