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1、消化酶报告-阐述消化酶（水产动物）的应用状况消化酶是目前应用最广泛的一类酶，在消化酶催化作用下，糖类转变为单 糖，脂肪转变为甘油和脂肪酸，蛋白质转变为氨基酸。对水产动物消化酶特性 的研究，有利于掌握水产动物对营养物质的消化吸收能力，同时对于水产动物 养殖过程中饵料的应用亦具有重要意义。11 高效性消化酶与底物结合后很可能发生形变、扭曲，使其几何和静电 结构更接近于过渡态，降低了反应的活化能，使反应速度大幅度增加。消化酶 催化的高效性是通过多种催化机制来完成的，如酸碱催化、共价催化、多元催 化、金属离子催化、邻近效应及定向效应、变形或张力等。例如糜蛋白酶与乙 酸对硝基苯酯以共价形式结合为乙酰糜蛋
2、白酶的复合中间物，从而加速生成硝 基苯酚；胰凝乳蛋白酶中的 ser 一 195 作为亲核基团进行亲核反应，而 his 一 57 侧链基团则起碱催化作用来协同加速酶的催化反应；许多酶在表现活性时需 要存在金属离子，它们可参与酶的活性中心，也可作为辅酶的一个组分，如羧 肽酶 a 在催化反应进行时就需要锌离子存在。12 底物专一性一种酶只能分解或转化一种或一类底物，这对于保证生物 体内化学反应的有序进行具有重要作用。消化酶的底物专一性大致分为两类： 一类为结构专一性，根据其严格程度的不同，又可分为绝对专一性和相对专一 性，前者只作用于一种底物；后者可作用于一类结构相似的物质。例如，二肽 酶可以水解由
3、任何两种氨基酸组成的二肽；葡萄糖淀粉酶具有键专一性，即只 能水解 -1，4 糖苷键，但又具有底物的相对专一性，它能水解不同链长的多 种底物。第二类是立体异构专一性，又可分为旋光异构专一性和几何异构专一 性。前者是指酶只作用于旋光异构体中的一种，而后者是指酶只作用于底物几 何异构体中的一种。如 -淀粉酶只能水解淀粉中 -1，4 一糖苷键，不能水 解纤维素中的 b 一 1，4 一糖苷键。酶活性的调节是酶作为生物催化剂区别于非生物催化剂的重要标志，也是 生物体内物质代谢的重要调节方式。酶活性是受多方面因素调节和控制的，主 要有以下几种方式：酶浓度的调节、激素调节、限制性蛋白水解作用、抑制剂 和激活剂
4、的调节、反馈调节、变构调节与共价修饰调节等等。例如，在鱼类繁 殖期间，鱼类肾上腺素、去甲肾上腺素等分泌增加，作用于脂肪细胞膜表面受 体，使甘油三酯脂肪酶活化，脂肪酸生成速率增加。胰蛋白酶原通过限制性蛋 白水解作用，在小肠内被其他蛋白水解酶限制性地切去一个六肽，活化成为具 有活性的胰蛋白酶。胰蛋白酶若遇到其抑制剂抑肽酶，其酶活力就会下降。同 时，胰蛋白酶本身也可以作为激活剂，它可以将无活性的胰凝乳蛋白酶原激活 成有活性的 一胰凝乳蛋白酶；肠道中的蔗糖酶可受钠离子激活。31ph 值酶反应都是在一定 ph 条件下进行。ph 对消化酶的影响主要有两 方面：一是直接或间接影响酶的催化活性，ph 可改变酶
5、的活性中心或与之有关 基团的解离状态，从而影响底物与消化酶的结合；二是影响酶的稳定性，酶都有一定的酸碱稳定性范围，超过范围可使酶蛋白构象改变，使消化酶变性失活。 大多数研究表明，水产动物胃蛋白酶的最适 ph 值一般在 2-3，在中性以及偏碱 性环境下失活；肠蛋白酶的最适 ph 值大部分在 6595，多为微碱性；胰 蛋白酶最适 ph 值大多为 7087，呈中性或弱碱性；脂肪酶在 ph 值为 7080，较稳定，ph 值低于 70 或高于 80，脂肪酶活力极低。32 温度温度对消化酶的影响也有两方面：一是温度对酶蛋白稳定性的影 响，即随着温度升高，酶活力由逐渐升高到逐渐降低直至变性失活；二是温度 对
6、消化酶酶反应速度的影响，其中可能包括消化酶和底物的结合，影响到最大 反应速度，影响消化酶与抑制剂、激活剂和辅酶的结合等。因此，在某个温度 时，酶促反应速度可达到最大，该温度即为酶的最适温度。酶在 1h 内，丧失一 半活力的温度叫作临界失效温度，超过此温度酶失效极快。酶反应的温度系数 是酶的一个特性值，是温度升高 10 度时酶反应速度增加的因素。这都是衡量酶 对热稳定性的指标。乔秀亭等（1999）测得乌鳢胃蛋白酶和肠道蛋白酶在 1030随温度升高酶活性逐渐增强，30达到最大值，30以后酶活性急剧 下降；肝胰脏蛋白酶在 25达到最大值。桂远明等（1993）研究得出草鱼、鲤 鱼、鲢鱼、鳙鱼肝胰脏和肠
7、蛋白酶的临界失效温度为 5461qc，淀粉酶临界失 效温度为 50左右，脂肪酶临界失效温度为 40左右，表明了鱼类消化酶容易 受热失去活性。33 其他消化酶是蛋白质，除了要求有一定的 ph、温度等条件外，还受强 酸、强碱、有机溶剂、重金属盐、高温、紫外线、剧烈振荡等任何使蛋白质变 性的理化因素影响，这些因素都可能使酶变性而失去其催化活性。另外，在有 些酶的贮存过程当中，还需加入一些特殊试剂起保护作用。41 鱼类基础研究研究消化酶的专一性等特性，有利于阐明水产动物有序 代谢的过程，同时也有利于阐明消化酶的作用机制，判断及确定消化酶活性中 心的结构，从而鉴定出消化酶的种类。不同种类鱼的同种消化酶的
8、特性也不一 样的，而提纯各种消化酶，并在适当的条件下测定，根据其所表现出来的各种 特性值的差异，不仅能判断出所测定的几种鱼是否属于同一个品种，还能评价 水产动物消化食物能力的大小。alareon 等（1995）报道，不同品种鱼类蛋白 酶的比活力之间存在着巨大的差异。42 水产饲料水产饲料中添加外源蛋白酶和淀粉酶等复合酶制剂，对水产 动物生产、品质都有较大影响。研究消化酶的特性，就能评价出饲料中消化酶 适宜的添加量、正确的添加方法以及相应的添加酶类。如无胃鱼类消化道环境 呈中性或偏碱性，因此，在添加外源酶时应选择适宜中性偏碱性条件下的酶类。 水产动物饲料中确定适宜添加酶类及添加时间与酶的特性有关
9、。水产动物品种 不同，食性不同，食物组成不一样，其所需外源消化酶的种类和多少都不一样。 许多学者报道指出，肉食性鱼类的蛋白酶浓度较高而淀粉酶浓度较低，而草食 性鱼类则恰恰相反。研究水产动物幼体发育过程中酶的发生和酶活力的变化， 对选择水产饲料最佳的组成成分也非常有意义。diaz 等（1996）用聚丙烯酰胺 凝胶电泳（sds-page）研究鲷科鱼类幼体消化道组织中出现的蛋白酶类，评价 出幼体对外源酶的依赖性。在配合饲料的生产中，还应充分考虑到饲料成分对 其消化道环境 ph 的影响，以提高饲料酶的消化吸收。43 水产品加工了解消化酶在鱼体内的分布及其活性，可以将其中活性较 高的酶提取利用，有利于水产加工过程中充分利用废弃物。依据消化酶的催化 特性，用蛋白酶水解的方法可使杂鱼中蛋白质溶解，再经过抽提、浓缩、干燥， 从而制成含氮量高、富含各种维生素的产品。对水产动物消化酶特性的研究，是认识酶的结构与功能的关系，探讨酶作 用机理的一种重要手段；是了解水产动物消化生理的重要内容。一方面，酶在 体内的活性水平反映了水产动物机体内的生理状况；另一方面，如果控制机体 内酶的活性水平，就能对水产动物的机能活动做出相应的调整。因此，了解消 化酶特性的生物学规律对于生产实践具有重要的指导意义。
