ch5-2固定化酶的性質(zhì)-文庫(kù)吧
2024-12-20 14:38 本頁(yè)面
【正文】 ＜ [S]， 則 ρ ＜ 1， K’m＞ Km， 表明固定化作用降低酶對(duì)底物的親和力 。 通過(guò)載體和底物電荷性質(zhì) 、 離子強(qiáng)度和 pH值對(duì)分配效應(yīng)的影響討論 ， 可以得出一般性規(guī)律如下： ① 載體與底物帶相同電荷時(shí) ， 相斥 ， [Si]＜ [S]，K’m＞ Km。 ?② 當(dāng)載體帶正電荷時(shí) ， 局部 H+ 濃度低于總體濃度 ，[Si]變大 ， K’變小 ， 即酶活力一 pH曲線(xiàn)向酸性方向偏移 ，亦即最適 pH向酸性方向偏移；反之 ， 離子載體將向堿性方向偏移 ， 如圖所示 。 ?1. 載體帶正電荷 ， ? 最適 pH向偏酸性偏移； ?2. 游離酶的最適 pH ， 最適 pH向偏堿方向偏移； V ③ 上述效應(yīng) ， 通過(guò)提高反應(yīng)系統(tǒng)的離子強(qiáng)度 ，可以減弱或消除 。 當(dāng)離子強(qiáng)度等于載體電荷基團(tuán)濃度一半時(shí) ， K’m＝ Km／ 2， 當(dāng)離子強(qiáng)度遠(yuǎn)大于載體電荷基團(tuán)濃度時(shí) ， K’m＝ Km。 ④ 采用疏水性載體時(shí)，如底物為極性物質(zhì)或電荷性物質(zhì)，則 [Si]小， K’m＞ Km；如底物為疏水性物 CH52 固定化酶的性質(zhì) 2. 固定化的酶性質(zhì) ⑵ 擴(kuò)散限制效應(yīng) ? 酶固定化之后 ， 由于擴(kuò)散限制 ， 使得酶往往不能得到宏觀體系相同水平的底物 ， 因而觀測(cè)到的實(shí)效反應(yīng)速度 ， 常低于理論預(yù)測(cè)的水平 。 對(duì)于這種影響 ， 通常引用實(shí)效系數(shù) η O進(jìn)行定量討論 。 ? v=η Ovp η O = v /vp （ 1） ? ? 式中 v為實(shí)效反應(yīng)速度 ， vp為理論預(yù)期反應(yīng)速度 ， 即由溶液酶的米 —孟氏方程確定的速度 。 ? ? Vmax[S] Vmax[S] ? 由 v= ＝ η O （ 2） ? Km+[S] Km+[S] 如前所述 ， 擴(kuò)散包括外擴(kuò)散和內(nèi)擴(kuò)散兩方面 。 外擴(kuò)散實(shí)際上包括分子擴(kuò)散和對(duì)流擴(kuò)散兩部分 。 在固定化酶反應(yīng)操作中 ， 可以通過(guò)攪拌混和而消除或削弱其限制作用 。 動(dòng)力學(xué)分析指出 ， 外擴(kuò)散限制效應(yīng)影響下 ， 酶反應(yīng)實(shí)效速度一般低于酶促轉(zhuǎn)化動(dòng)力學(xué)規(guī)定的速度 。 因此 ， 這種擴(kuò)散限制可以看作是一種抑制效應(yīng) ， 可稱(chēng)為擴(kuò)散抑制 。 內(nèi)擴(kuò)散限制對(duì)酶反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的影響 ， 在某種程度上比外擴(kuò)散限制更突出 ， 更重要 。 動(dòng)力學(xué)理論分析所得出的一些主要結(jié)論有以下三點(diǎn) ，可以用定性的語(yǔ)言來(lái)描述 。 ① 底物和其它效應(yīng)物分子量對(duì)擴(kuò)散速率的影響分析表明 ， 一般情況下 ， 固定化酶作用于高分子量底物比低分子量底物的實(shí)效反應(yīng)速度下降程度比溶液酶更大 。 許多實(shí)驗(yàn)結(jié)果與此理論分析是一致的 。 ② 載體結(jié)構(gòu)的影響分析表明 ， 內(nèi)擴(kuò)散限制取決于載體的孔隙率 、 孔隙半徑 、 孔隙曲折程度 。 即：底物的內(nèi)擴(kuò)散系數(shù)與載體孔隙率成正比 ，與底物在宏觀體系中固有的擴(kuò)散系數(shù)成正比 ， 與載體孔隙的曲折系數(shù)成反比 ， 與載體膜厚度或載體顆粒半徑的平方成反比 。 實(shí)驗(yàn)支持了這一理論分析 。 ③ 內(nèi)擴(kuò)散限制與酶反應(yīng)固有速度有關(guān) 。 即是說(shuō)固有反應(yīng)速度 vp 大 ，酶反應(yīng)的底物轉(zhuǎn)移系數(shù)也大 ， 當(dāng) [S]小于 Km時(shí) ， η O大 ， 則固定化酶反應(yīng)速度也相對(duì)大 。 CH52 固定化酶的性質(zhì) 3. 固定化的酶催化條件 ? ⑴ 酶活力回收率 ? 游離酶經(jīng)過(guò)固定化以后 ， 酶活力往往下降 。 固定化酶所保留下來(lái)的酶活力與游離酶在固定化之前的酶活力之比 ， 稱(chēng)為該酶活力回收率 ， 也叫固定化效率 、 殘存活力等 。 在不考慮擴(kuò)散限制影響的情況下 ， 固定化酶的酶活力回收率可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得 ? 由下式求得： ? ?
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