10 10從生物學角度看酵素之影響酵素的因素

2023-01-11 01:30:06 字數 1589 閱讀 5487

影響酵素作用之因素

酶雖具有高度加速反應速率之能力,但對各種環境因子影響也極脆弱。各種物理或化學因子如溫度、抑制劑及ph 變化等,對酶活性可能引起銳減,甚或破壞。有些酶更為敏感,輕微之環境變化即導致抑制作用。

(1)溫度

酵素的作用會受外界溫度的影響,由酵素所催化的反應,可以由於溫度的公升高而加快,但溫度公升高有一定限度,可知溫度每公升高10°c,反應速度幾乎倍增,但至約40°c 時便迅速下降。溫度高時,酵素分子便會震動,因而使維持其**構造的氫鍵及其他力量遭致破壞。分子經此途徑失去其立體結構之特性者,叫做變性(denature)。

少數發生變性的酵素在冷卻時會重新恢復其活性,但絕大部分的酵素則永遠不再活動。

(2) ph 值

影響酵素作用之因素酵素的作用會受外界ph 值的影響,酵素所適宜的ph 值,則隨酵素的種類而不一樣,例如消化酵素中的胃蛋白(pepsin),在ph 值很小時(強酸)活動,而這一ph 值,則會使其他絕大多數的酵素變性。

(3)水分

水分與基質濃度有關,一般酵素在低的水活性下,仍可作用,但有一最低限度,當水活性超過此質後,酵素便開始作用。當其他條件固定時,則基質的濃度越大,反應速率越快;但當基質濃度超過某一限度,則此時酵素的濃度反而成為決定速率的因素,亦即此時即使再增加基質濃度,亦無法提高反應速率。在基質量固定時,水活性越低,酵素作用越慢,但因酵素現在某一範圍,其作用非常完全。

當水活性逐漸增加後,酵素反應加快,但當水活性過高時,由於其基質被稀釋,反應速率可能因而降低。

(4)酵素濃度

酵素濃度對反應速率的影響亦與上述相似;當酵素濃度增加時,最初反應速率隨之增加,當達到一定極限之後,受限於基質的濃度,因此速率不再增加。

將基質濃度與酵素濃度合併考慮時,可發現反應速率是隨時在改變的。最初,反應相當的快,而後,由於基質濃度的降低及產物的堆積,使速率逐漸減慢,甚而停止,此時必須將產物移走,否則此酵素便無法作用。

(5)抑制劑許多化合物(抑制劑)會抑制酵素之反應,抑制劑作用的方式有:

(a)阻斷酶活化位置,一化合物如與某特殊酶之受質極為相似時,可與酶之活化位置相結合,因而防止真正受質之結合。因兩種不同分子對同一活化位置發生競爭之故,此型抑制作用是謂競爭性抑制作用(competitive inhibition)。此觀念已用於發展化學藥物,利用其對受質之模擬以抑制致病微生物之代謝。

(b)酶也可發生非競爭性抑制作用(noncompetitive inhibition),抑制劑不與受質競爭酉每之活化位置,而繫結合於酶之其他成分。例如: 氰化物與鐵結合,防止鐵對酵素之輔酶作用而達到抑制作用。

重金屬離子則為蛋白質混凝繼而使酶變性,使其功能失效。

(c)當產物充分形成時,酶活性會呈暫時性減緩或終止以停止產物的生成,此現象見於許多生化系統,稱為回饋抑制作用(feedback inhibition)。此時合成代謝的最後產物會抑制初期合成步驟之酶,即抑制劑(此指產物分子)結合於酶之某部位,而非活化位置,結果扭曲活化位置,以致受質無法接觸,為一種非競爭性抑制作用,稱為異位抑制作用,異位抑制作用為微生物之一種調節,藉以控制胺基酸、嘌玲、嘧啶及維生素等之產生。

生化反應過程中由於酵素的相互協調作用以維持生物之生命,由各種不同簡單的物質如單醣、脂肪酸、胺基酸等,經生化反應再排列成複雜物質如多醣體、磷脂質或蛋白。但無論是合成或分解,生化反應皆由dna 與rna 中之遺傳訊息所控制。

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