酶促反应时间为什么必须严格控制
Ⅰ 进行酶的实验必须注意控制哪些条件为什么
进行酶的实验必须注意控制环境温度,湿度,PH值,底物的量以及酶的量。
因为过酸或者过碱的环境会使酶失去活性,而低温会降低酶的活性,高温会使酶失去活性,底物的量和酶的量也会影响酶的实验结果。
温度和PH对酶活性的影响图:
(1)酶促反应时间为什么必须严格控制扩展阅读:
酶(enzyme)是由活细胞产生的、对其底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质或RNA。酶的催化作用有赖于酶分子的一级结构及空间结构的完整。若酶分子变性或亚基解聚均可导致酶活性丧失。酶属生物大分子,分子质量至少在1万以上,大的可达百万。
酶是一类极为重要的生物催化剂(biocatalyst)。由于酶的作用,生物体内的化学反应在极为温和的条件下也能高效和特异地进行。
参考资料来源:
网络-酶
Ⅱ 酶促褐变的机理是什么控制酶促褐变的方法有哪些
反应机理:
植物中的酚类物质在酚酶及过氧化物酶的催化下氧化成睨,醍再进行非嗨促反应生成褐色的色素。
植物组织中含有酚类物质,在完整的细胞中作为呼吸链传递物质,在酚-昆之间保持着动态的平衡。当细胞组织破坏后,氧大量侵入,酚在酶的催化作用下造成鲲的形成,平衡受到破坏,于是发生鲲的积累,醍再进一步氧化聚合形成褐色色素称为黑色素或类黑精,造成食品的褐变。
控制酶促褐变的方法主要有以下几种:
1、加热处理
因为酶是蛋白质,加热能使酚酶及其它的酶失活,加热处理时间必须严格控制,要求在最短时间内,既能达到钝化酶的要求,又不影响食品原有的风味。
如蔬菜在冷冻保藏或在脱水干制之前需要在沸水或蒸汽中进行短时间的热烫处理,以破坏其中的酶,然后用冷水或冷风迅速将果蔬冷却,停止热处理作用,以保持果蔬的脆嫩。
2、调节pH
多数酚酶最适宜的pH范围是6~7之间,在pH为3以下时已无明显活性,降低pH来防止果蔬褐变是果蔬加工常用的方法,常用的酸有柠檬酸、苹果酸、抗坏血酸等。
柠檬酸对抑制酚酶氧化有双重作用,既可降低 pH,又可与酚酶辅基的铜离子络合而抑制其活性,通常与抗坏血酸或亚硫酸联用。苹果酸是苹果汁中的主要有机酸,它在苹果汁中对酚酶的抑制作用比柠檬酸强得多。
抗坏血酸是十分有效的酶抑制剂,无异味,对金属无腐蚀性,同时又有营养价值,它不仅能降低 pH,同时还具有还原作用,能将醍还原成酚从而阻止配的聚合。
3、用二氧化硫及亚硫酸盐处理
二氧化硫、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、连二亚硫酸钠(低亚硫酸钠)都是广泛使用的酚酶抑制剂。在蘑菇、马铃薯、桃、苹果加工中常用二氧化硫及亚硫酸盐溶液作为护色剂。
4、驱氧法
将切开的水果蔬菜浸泡在水中,隔绝氧以防止酶促褐变,更有效的方法是在水中加入抗坏血酸,使抗坏血酸在自动氧化过程中消耗果蔬切开组织表面的氧,使表面生成一层氧化态抗坏血酸隔离层;
对组织中含氧较多的水果如苹果、梨,组织中的氧也会引起缓慢褐变,需要用真空渗入法把糖水或盐水强行渗入组织内部,驱出细胞间隙中的氧。一般在一定的真空下保持一段时间后突然破坏真空即可达到目的。
5、加酚酶底物的类似物
加入酚酶底物的类似物,如肉桂酸,阿魏酸,对位香豆酸等能有效抑制苹果汁的酶促褐变,而且这3种有机酸是果蔬中天然存在的芳香有机酸。
防止酶促褐变的机理与措施
1、热处理:热烫、巴氏杀菌和微波加热90-95℃,维持几秒钟。
2、酸处理:多数酚酶的最适pH 为6-7,pH<3.0 基本失活,所以降低pH 就可以抑制酶促褐变,常用VC、柠檬酸、苹果酸来降低pH。一般柠檬酸 与亚硫酸钠混用,0.5%柠檬酸+ 0.3%VC。
3、二氧化硫及亚硫酸钠:在pH=6 时,效果最好,10ppm 的二氧化硫足以使酚酶失活,但考虑到挥发,反应损失等,一般增加为300ppm,残留低于20mg/kg。添加此类试剂会造成食品褪色和维生素B1被破坏。
4、驱氧法:使用抗坏血酸,浸涂在果蔬表面,其可螯合Cu,还原醌,它比醌更容易氧化。
5、底物改性:使酚形成甲基取代物。
Ⅲ 酶促反应中为什么延长反应时间,最适温度降低
因为温度会影响酶的失活速率,有的酶在催化瞬间速率最高时迅速失活。若所需的时间短,就尽量选最高效率;要长时间反应就要尽量保持酶活性。所以要综合考虑催化效率和失活速率。
Ⅳ 酶促反应速度时,如何设定反应条件,或遵守哪些原则
1.温度:酶促反应在一定温度范围内反应速度随温度的升高而加快;但当温度升高到一定限度时,酶促反应速度不仅不再加快反而随着温度的升高而下降。在一定条件下,每一种酶在某一定温度时活力最大,这个温度称为这种酶的最适温度。
2.酸碱度:每一种酶只能在一定限度的pH范围内才表现活性,超过这个范围酶就会失去活性。
3.酶浓度: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。
4.底物浓度: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,但不显着;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。
5.抑制剂:能特异性的抑制酶活性,从而抑制酶促反应的物质称为抑制剂。
6.激活剂:能使酶从无活性到有活性或使酶活性提高的物质称为酶的激活剂.
Ⅳ 生化试验 测定酶活力时需要对试剂、作用时间等严格控制
淀粉酶活力的测定
一、目的
学习和掌握测定淀粉酶(包括α-淀粉酶和β-淀粉酶)活力的原理和方法。
二、原理
淀粉是植物最主要的贮藏多糖,也是人和动物的重要食物和发酵工业的基本原料。淀粉经淀粉酶作用后生成葡萄糖、麦芽糖等小分子物质而被机体利用。淀粉酶主要包括α-淀粉酶和β-淀粉酶两种。α-淀粉酶可随机地作用于淀粉中的α-1,4-糖苷键,生成葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖、糊精等还原糖,同时使淀粉的粘度降低,因此又称为液化酶。β-淀粉酶可从淀粉的非还原性末端进行水解,每次水解下一分子麦芽糖,又被称为糖化酶。淀粉酶催化产生的这些还原糖能使3,5-二硝基水杨酸还原,生成棕红色的3-氨基-5-硝基水杨酸,其反应如下:
淀粉酶活力的大小与产生的还原糖的量成正比。用标准浓度的麦芽糖溶液制作标准曲线,用比色法测定淀粉酶作用于淀粉后生成的还原糖的量,以单位重量样品在一定时间内生成的麦芽糖的量表示酶活力。
淀粉酶存在于几乎所有植物中,特别是萌发后的禾谷类种子,淀粉酶活力最强,其中主要是α-淀粉酶和β-淀粉酶。两种淀粉酶特性不同,α-淀粉酶不耐酸,在pH3.6以下迅速钝化。β-淀粉酶不耐热,在70℃15min钝化。根据它们的这种特性,在测定活力时钝化其中之一,就可测出另一种淀粉酶的活力。本实验采用加热的方法钝化β-淀粉酶,测出α-淀粉酶的活力。在非钝化条件下测定淀粉酶总活力(α-淀粉酶活力+β-淀粉酶活力),再减去α-淀粉酶的活力,就可求出β-淀粉酶的活力。
三、实验材料、主要仪器和试剂
1.实验材料
萌发的小麦种子(芽长约1cm)
2.仪器
(1)离心机
(2)离心管
(3)研钵
(4)电炉
(5)容量瓶:50mL×1, 100mL×1
(6)恒温水浴
(7)20mL具塞刻度试管×13
(8)试管架
(9)刻度吸管:2mL×3, 1mL×2, 10mL×1
(10)分光光度计
3.试剂(均为分析纯)
(1)标准麦芽糖溶液(1mg/mL):精确称取100mg麦芽糖,用蒸馏水溶解并定容至100mL。
(2)3,5-二硝基水杨酸试剂:精确称取3,5-二硝基水杨酸1g,溶于20mL 2mol/L NaOH溶液中,加入50mL蒸馏水,再加入30g酒石酸钾钠,待溶解后用蒸馏水定容至100mL。盖紧瓶塞,勿使CO2进入。若溶液混浊可过滤后使用。
(3)0.1mol/L pH5.6的柠檬酸缓冲液
A液:(0.1mol/L 柠檬酸):称取C6H8O7·H2O 21.01g,用蒸馏水溶解并定容至1L。
B液:(0.1mol/L柠檬酸钠):称取Na3C6H5O7·2H2O 29.41g,用蒸馏水溶解并定容至1L。
取A液55mL与B液145mL混匀,既为0.1mol/LpH5.6的柠檬酸缓冲液。
(4)1%淀粉溶液:称取1g淀粉溶于100mL 0.1mol/L pH5.6的柠檬酸缓冲液中。
四、操作步骤
1.麦芽糖标准曲线的制作
取7支干净的具塞刻度试管,编号,按表1加入试剂:
表1 麦芽糖标准曲线制作
试 剂
管 号
1
2
3
4
5
6
7
麦芽糖标准液(mL)
0
0.2
0.6
1.0
1.4
1.8
2.0
蒸馏水(mL)
2.0
1.8
1.4
1.0
0.6
0.2
0
麦芽糖含量(mg)
0
0.2
0.6
1.0
1.4
1.8
2.0
3,5-二硝基水杨酸(mL)
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
摇匀,置沸水浴中煮沸5min。取出后流水冷却,加蒸馏水定容至20mL。以1号管作为空白调零点,在540nm波长下比色测定光密度。以麦芽糖含量为横坐标,光密度为纵坐标,绘制标准曲线。
2.淀粉酶液的制备
称取1g萌发3天的小麦种子(芽长约1cm),置于研钵中,加入少量石英砂和2mL蒸馏水,研磨匀浆。将匀浆倒入离心管中,用6mL蒸馏水分次将残渣洗入离心管。提取液在室温下放置提取15~20min,每隔数分钟搅动1次,使其充分提取。然后在3 000r/min转速下离心10min,将上清液倒入100mL容量瓶中,加蒸馏水定容至刻度,摇匀,即为淀粉酶原液,用于α-淀粉酶活力测定。
吸取上述淀粉酶原液10mL,放入50mL容量瓶中,用蒸馏水定容至刻度,摇匀,即为淀粉酶稀释液,用于淀粉酶总活力的测定。
2. 酶活力的测定:取6支干净的试管,编号,按表2进行操作。
表2 酶活力测定取样表
操 作 项 目 α‑淀粉酶活力测定 β-淀粉酶活力测定
Ⅰ- 1 Ⅰ- 2 Ⅰ- 3 Ⅱ- 4 Ⅱ- 5 Ⅱ- 6
淀粉酶原液(mL) 1.0 1.0 1.0 0 0 0
钝化β-淀粉酶 置70℃水浴15min,冷却
淀粉酶稀释液(mL) 0 0 0 1.0 1.0 1.0
3,5-二硝基水杨酸(mL) 2.0 0 0 2.0 0. 0
预保温 将各试管和淀粉溶液置于40℃恒温水浴中保温10min
1%淀粉溶液(mL) 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
保温 在40℃恒温水浴中准确保温5min
3,5-二硝基水杨酸(mL) 0 2.0 2.0 0 2.0 2.0
将各试管摇匀,显色后进行比色测定光密度,记录测定结果,操作同标准曲线。
五、结果计算
计算Ⅰ- 2、Ⅰ- 3光密度平均值与Ⅰ- 1光密度之差,在标准曲线上查出相应的麦芽糖含量(mg),按下列公式计算α- 淀粉酶的活力。
计算Ⅱ- 2、Ⅱ- 3光密度平均值与Ⅱ- 1光密度之差,在标准曲线上查出相应的麦芽糖含量(mg),按下式计算(α+β)淀粉酶总活力。
β-淀粉酶活力=(α+β)淀粉酶总活力-α-淀粉酶活力
六、附 注
(1)样品提取液的定容体积和酶液稀释倍数可根据不同材料酶活性的大小而定。
(2)为了确保酶促反应时间的准确性,在进行保温这一步骤时,可以将各试管每隔一定时间依次放入恒温水浴,准确记录时间,到达5min时取出试管,立即加入3,5-二硝基水杨酸以终止酶反应,以便尽量减小因各试管保温时间不同而引起的误差。同时恒温水浴温度变化应不超过±0.5℃。
(3)如果条件允许,各实验小组可采用不同材料,例如萌发1d、2d、3d、4d的小麦种子,比较测定结果,以了解萌发过程中这两种淀粉酶活性的变化。
推荐网址:
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 酶促反应的最适温度为什么和反应时间有关
因为温度会影响酶的失活速率,有的酶在催化瞬间速率最高时迅速失活。若所需的时间短,就尽量选最高效率;要长时间反应就要尽量保持酶活性。所以要综合考虑催化效率和失活速率。
Ⅶ 在PH值相同的情况下,酶促反应所需时间主要与哪些因素有关
影响酶促反应速度的因素
底物浓度对酶反应速度的影响
底物浓度的改变,对酶反应速度的影响比较复杂。在一定的酶浓度下当底物浓度较低时(底物浓度从0逐渐增高),反应速度与底物浓度的关系呈正比关系(如右图);随着底物浓度的增加,反应速度不再按正比升高;如果再继续加大底物浓度,反应速度却不再上升,趋向一个极限。
pH对酶反应速度的影响
胰蛋白酶 大部分酶的活力受其环境pH的影响,在一定pH下,酶促反应具有最大速度,高于或低于此值,反应就会下降,通常称此pH为酶的最适pH。不同酶的最适pH 不同。例如:胃蛋白酶的最适pH为1.5~2.2,胰蛋白酶的最适pH为8.0~9.0,唾液淀粉酶的最适pH为6.8等。动物酶多在pH6.5~8.0 之间,植物及微生物多在pH4.5~6.5之间,但也有例外。如:真菌的最适pH为5.0~6.0,多数细菌的最适为6.5~7.5,放线菌的最适在 7.5~8.5。
pH影响酶活性的主要原因是:过酸、过碱影响了酶分子的结构,甚至使酶变性失活。
应该注意的是,酶在试管中的最适pH与它在正常细胞中的生理pH值并不一定完全相同。这是因为一个细胞内可能会有几百种酶,不同的酶对此细胞内的生理pH的敏感性不同;也就是说此pH对一些酶是最适pH,而对另一些酶则不是,不同的酶表现出不同的活性。这种不同对于控制细胞内复杂的代谢途径可能具有很重要的意义。
温度对酶促反应速度的影响
不同的温度对活性的影响不同,但都有一个最适温度。在最适温度的两侧,反应速度都比较低。
温度对酶促反应的影响包括两方面:一方面是当温度升高时,反应速度也加快,这与一般化学反应相同。另一方面,随温度升高而使酶逐步变性,即通过减少有活性的酶而降低酶的反应速度。在低于最适温度时,前一种效应为主,在高于最适温度时,则后一种效应为主,因而酶活性丧失,反应速度下降。
在制备培养基的过程中,可采用高温对培养基进行灭菌,主要是破坏了微生物体内的酶的活性。采用高温灭菌在医学和生活实践中都有较广泛的应用。
在低温的条件下,酶的活性降低,但酶分子的结构一般还会发生改变。所以,人们可以选择在低温下保存酶。在生活实践中人们也经常选择在低温下较长时间保存食品。
抑制剂的影响作用
通过改变酶必需基团的化学性质从而引起酶活力降低或丧失的作用称为抑制作用,具有抑制作用的物质称为抑制剂,抑制剂通常是小分子化合物,但在生物体内也存在生物大分子类型的抑制剂。
酶的抑制剂分为不可逆抑制剂和可逆抑制剂两大类。不可逆抑制剂与酶的必需基团以共价键结合,引起酶的永久性失活,其抑制作用不能够用透析,超滤等温和物理手段解除。可逆抑制剂与酶蛋白以非共价键结合,引起酶活性暂时性丧失,其抑制作用可以通过透析、超滤等手段解除。可逆抑制剂又分为竞争性抑制剂、非竞争性抑制剂和反竞争性抑制剂等。
激活剂的影响作用
酶的活力可以被某些物质提高,这些物质称为激活剂,在酶促反应体现中加入激活剂可导致反应速率增加。通常酶对激活剂有一定选择性,且有一定浓度要求,一种酶的激活剂对另一种酶可能是抑制剂,当激活剂的浓度超过一定的范围时,他就成为抑制剂
Ⅷ 生物体内的酶促反应是如何受到调控的
生物体内的酶促反应受多种因素的调节和控制。主要是PH值、温度、激活剂和抑制剂四大类。
在生物体内,温度因素的影响主要表现在植物和变温动物方面。一般来说,温度升高有利于酶促反应进行,但温度高于酶的稳定温度,酶活性反而会降低,甚至酶会失活,酶促反应会停止。而温度因素对于恒温动物则基本没有影响。
每一种酶都有其最适PH值,小于或大于该PH值,都会影响酶的活性和酶促反应的进行。如在动物消化道中,胃中的各种酶适用于在酸性条件下发生作用,而小肠中的各种酶适用于在近中性的条件下发生作用。
酶的激活剂有许多类,如金属离子、小分子有机物、反应底物的存在与浓度等。
酶的抑制剂也有许多种类,如金属离子、变构效应物(通常是反应产物)的浓度等。
Ⅸ 测定酶活力要注意控制哪些条件
1、底物浓度:除选择适合的底物外,在实际应用中更多考虑的是底物浓度。由于[S]与反应速度V成双曲线关系,在酶活性测定时,要求[S]达到一定水平以保证酶活性与酶量成正比。
2、酶浓度:在反应条件一定时,酶浓度与反应速度成正比。按照中间产物学说,只有[S]>>[E]时,酶才能被底物分子饱和,反应速度才能达到最大值。因此当标本酶活力过高时,应将标本适当稀释后再加以测定。
3、温度:不同的酶最适温度可以不同,多数酶的最适温度在37~40℃。高于或低于最适温度,酶活性都降低。
4、离子强度和pH值:在最适pH时,酶的活性最强,高于或低于最适pH,酶的活性都降低。
一般采用电化学和光物理的方法
即利用反应物或产物的吸光性,用紫外分光光度法或荧光法测定。若酶反应过程中产物或反应物有气体,则可用测压仪(瓦氏呼吸仪)测定。若反应过程中生成酸,则可用电化学法。用同位素标记的底物则可用放射化学法测定底物浓度变化,计算酶活性。一些性质稳定的酶,也可用高效液相色谱法检测。
以上内容参考:网络-酶活性测定
Ⅹ 酶促反应的特点和作用机制是什么
酶促反应的特点与机制 酶与一般催化剂相比的共性 用量少而催化效率高 能催化热力学上允许进行的化学反应 而不能实现那些热力学上不能进行的反应 能缩短反应达到平衡所需的时间 而不能改变平衡点 一般情况下 对可逆反应的正反两个方向的催化作用相同 反应前后没有质和量的改变 第二节 酶促反应的特点与机制 高效性 酶的催化作用可使反应速度提高106-1012倍例如 过氧化氢分解H2O2—H2O+O2用Fe+催化 效率为6*10-4
mol/mol.S, 而用过氧化氢酶催化 效率为6*106mol/mol.S。用?-淀粉酶催化淀粉水解 1克结晶酶在65?C条件下可催化2吨淀粉水解 第二节 酶促反应的特点与机制 特异性酶的专一性Speciflcity又称为特异性 是指酶在催化生化反应时对底物以及对反应方向的选择性 第二节 酶促反应的特点与机制 催化条件温度范围为20-40?C。第二节酶催反应的特点与机制 酶的活性可以被调节酶的活性可以被调节和控制 在生物体可以通过多种方式调节酶的活性 从而使体内的各种新陈代谢能够相互协调 许多因素可以影响或调节酶的催化活性 如代谢物 对酶分子的共价修饰 酶蛋白的合成改变等 第二节 酶促反应的特点与机制 酶易变性失活 酶是蛋白质 所以在某些理化因子的作用下易变性失活 第二节 酶促反应的特点与机制 三点结合 的催化理论 酶与底物的结合处至少有三个点 而且只有一种情况是完全结合的形式 只有这种情况下 不对称催化作用才能实现 第二节酶催反应的特点与机制 锁钥学说整个酶分子的天然构象是具有刚性结构的 酶表面具有特定的形状 酶与底物的结合如同一把钥匙对一把锁一样 第二节酶催反应的特点与机制 诱导契合学说 酶不具有与底物相识别的固定构象 当底物与