三、pH對反應(yīng)速度的影響
酶反應(yīng)介質(zhì)的pH可影響酶分子,特別是活性中心上必需基團(tuán)的解離程度和催化基團(tuán)中質(zhì)子供體或質(zhì)子受體所需的離子化狀態(tài),也可影響底物和輔酶的解離程度,從而影響酶與底物的結(jié)合。只有在特定的pH條件下,酶、底物和輔酶的解離情況,最適宜于它們互相結(jié)合,并發(fā)生催化作用,使酶促反應(yīng)速度達(dá)最大值,這種pH值稱為酶的最適pH(optimum pH)。它和酶的最穩(wěn)定pH不一定相同,和體內(nèi)環(huán)境的pH也未必相同。
動物體內(nèi)多數(shù)酶的最適pH值接近中性,但也有例外,如胃蛋白酶的最適pH約1.8,肝精氨酸酶最適pH約為9.8(見表2-2)。
表2-2 一些酶的最適pH
酶 | 最適pH | 酶 | 最適pH | 酶 | 最適pH |
胃蛋白酶 | 1.8 | 過氧化氫酶 | 7.6 | 延胡索酸酶 | 7.8 |
胰蛋白酶 | 7.7 | 精氨酸酶 | 9.8 | 核糖核酸酶 | 7.8 |
最適pH不是酶的特征性常數(shù),它受底物濃度、緩沖液的種類和濃度以及酶的純度等因素的影響。
溶液的pH值高于和低于最適pH時都會使酶的活性降低,遠(yuǎn)離最適pH值時甚至導(dǎo)致酶的變性失活。測定酶的活性時,應(yīng)選用適宜的緩沖液,以保持酶活性的相對恒定。
四、溫度對反應(yīng)速度的影響
化學(xué)反應(yīng)的速度隨溫度增高而加快。但酶是蛋白質(zhì),可隨溫度的升高而變性。在溫度較低時,前一影響較大,反應(yīng)速度隨溫度升高而加快,一般地說,溫度每升高10℃,反應(yīng)速度大約增加一倍。但溫度超過一定數(shù)值后,酶受熱變性的因素占優(yōu)勢,反應(yīng)速度反而隨溫度上升而減緩,形成倒V形或倒U形曲線。在此曲線頂點所代表的溫度,反應(yīng)速度最大,稱為酶的最適溫度(optimum temperature)(圖2-13)。
圖2-13 溫度對唾液淀粉酶活性影響
從動物組織提取的酶,其最適溫度多在35℃~40℃之間,溫度升高到60℃以上時,大多數(shù)酶開始變性,80℃以上,多數(shù)酶的變性不可逆。酶的活性雖然隨溫度的下降而降低,但低溫一般不破壞酶。溫度回升后,酶又恢復(fù)活性。臨床上低溫麻醉就是利用酶的這一性質(zhì)以減慢組織細(xì)胞代謝速度,提高機體對氧和營養(yǎng)物質(zhì)缺乏的耐受體,有利于進(jìn)行手術(shù)治療。
酶的最適溫度不是酶的特征性常數(shù),這是因為它與反應(yīng)所需時間有關(guān),不是一個固定的值。酶可以在短時間內(nèi)耐受較高的溫度,相反,延長反應(yīng)時間,最適溫度便降低。