酶的特异性(专一性)及影响酶活性的因素酶的特异性(专一性)及影响酶活性的因素实验目的1. 掌握检查酶特异性的方法和原理2. 了解温度对酶活性的影响3. 了解激活剂、抑制剂对酶活力的影响实验原理1. 酶的专一性酶是生物体中一种具有催化功能的特殊蛋白质(传统酶的概念),也常称为生 物催化剂它与一般催化剂的最主要区别就是具有高度的特异性,即专一性根 据各种酶对底物的选择程度不同,可分为绝对专一性、相对专一性、立体异构专 一性,例如唾液淀粉酶属于相对专一性酶,它只能随机作用于淀粉链内部的 a——1,4糖苷键,使其分子迅速断裂成较短的链,称为糊精,糊精分子量递减, 淀粉 大分子糊精 中分子糊精 小分子糊精 简单分子糊精 麦芽糖和a——糊精(含a——1,6糖苷键的短链聚糖,平均分子量为8个残基)由 于淀粉酶催化所形成的产物都是还原糖,故可用灵敏度较高的Benedict试剂检测 和观察2. 温度对酶促反应速度的影响酶的催化作用受温度的影响很大,与一般化学反应一样,提高温度可以增加酶 促反应的速度,通常温度每升高10°C,反应速度加快一倍左右另一方面酶是一 种蛋白质,温度过高可引起蛋白质变性,导致酶的失活。
因此,反应速度达到最 大值以后,随着温度的升高,反应速度反而逐渐下降,以至完全停止反应反应 速度达到最大值时的温度称为酶作用的最适温度大多数动物酶的最适温度为 37一40C,植物酶的最适温度为50—60C但一种酶的最适温度不是完全固定的, 它与作用的时间称短有关,反应时间增长时,最适温度向数值较低的方向移动 最适温度不是酶的特征性物理常数酶对温度的稳定性与其存在形式有关大多 数酶在干燥的固体状态与比较稳定,能在室温下保存数月至一年,溶液中的酶, 易被微生物污染,常难长期保存,在高温的情况与,如100C即可失活低温降低 或抑制酶的活性,但不能使酶失活3.激活剂和抑制剂对酶活力的影响酶的活性常受某些物质的影响,有些物质能增加酶的活性,称为酶的激活剂; 另一些物质则会降低酶的活性,称为酶的抑制剂例如氯离子为唾液淀粉酶的激 活剂,铜离子则为该酶的抑制剂通常情况下,很少量的激活剂或抑制剂就会影 响酶的活性,而且常具有特异性,但是激活剂和抑制剂不是绝对的,有些物质对 不同的酶所起的作用不同,如镁是脱羧酶烯醇化酶的激活剂,但是肌球蛋白ATP 酶的抑制剂,同一种酶也可因激活剂的浓度不同而作用不同,如CL-在低浓度时是 激活剂,达三分之一饱和度时则变为抑制剂。
器材和试剂1. 配制的溶于0.3%氯化钠的0.5%淀粉溶液:2.新配制的溶于0.3%氯化钠 的0.1%淀粉溶液:3.新配制的溶于0.3%氯化钠的0.2%淀粉溶液:4. 新配制的溶于0.3%氯化钠的1%淀粉溶液:5. 稀释的新鲜唾液漱口后将唾液吐入量筒内收集约10ml加水至200ml,取0.2% 的淀粉2ml,唾液2ml混匀,每间隔1分钟取1-2滴于白磁反应板内,加KI-I检 测,控制酶的浓度使反应刚好在4-5分钟内完成6. 碘化钾一碘溶液:将碘化钾20克及碘10克溶于100毫升水中使用前稀释 10倍7.本尼迪克特(Benedict)试剂:取86.5克柠檬酸钠(Na3C6O7・2H2O) 和50克无水碳酸钠溶于450毫升蒸馏水中;再取硫酸铜(CuSO4・5H2O)8.7克溶 于50毫升蒸馏水中;然后将硫酸铜溶液慢慢到入前液,边加边摇动;最后加蒸馏 水稀释至500毫升(本试剂可长期保存)8. 1%氯化钠溶液:10、铜溶液:11、%硫酸钠溶液12恒温水浴锅、沸水浴、 移液管、电子天平操作步骤淀粉f分子糊精-f中分子糊精f小分子糊精f麦芽糖和a-糊精KI-I蓝 蓝紫 褐 红 不呈色 不呈色一、酶的专一性取5支试管,编号并按下表操作:管 号1 2 3 4 1%淀粉溶液4滴一 4滴一2%蔗糖溶液一4滴一4滴稀释唾液1毫升一1毫升一蒸馏水一1 毫升 一1毫升37°C恒温水浴15min Benedict试剂1毫升1毫升1毫升1毫升 沸水浴5min现 象 二.温度对酶活力的影响(一)淀粉和可溶性淀粉 遇碘呈蓝色。
糊精按其分子的大小,遇碘可呈蓝色、紫色、暗褐色或红色最简 单的糊精遇碘不呈颜色,麦芽糖遇碘也不呈色在不同温度下,淀粉被唾液淀粉 酶水解的程度可由水解混合物遇碘呈现的颜色来判断二)取三支试管,编号后按下表加入试剂:管 号12 3淀粉溶液(ml) 1.5 1.5 1.5稀释唾液(ml) 1 1 -煮沸过的稀释唾液(ml) - - 1 (三)摇匀后,将1、 3号两支试管放入37°C恒温水浴锅中,2号试管放入冰水中10分钟后取出(将2 号管内液体分为两半),用碘化钾一碘溶液来检验1、2、3号管内淀粉被唾液淀粉 酶水解的程度记录并解释结果,将2号管剩下的一半溶液放入37C水浴中继续 保温10分钟,再用碘液检验,结果如何?三.酶的激活与抑制(一) 取三支试管,按下表编号加入相应试剂:试剂 管号0.1%淀粉1%NaCI1%CuSO4 H2O 1:20 唾液 1 2 3 2ml 2ml 2ml 1ml 1ml 1ml 1ml1ml 1ml(二) 加毕,摇匀,同时置37C水浴锅中保温,每隔2分钟取液体1滴置白瓷 板上用碘液试之,观察那支试管内液体最先不呈蓝色反应,那一管次之,说明原 因汪意事项1.所用唾液,应在收集前用蒸馏水漱口,以清除食物残渣,再含一口蒸馏 水,约半分钟后将其流入量筒并稀释。
由于不同人或同一个人不同时间采收的 唾液内淀粉酶的活性并不相同,有时差别很大所以稀释倍数可根据各人的唾液 淀粉酶活性进行调整(一般在50_300倍)另外,稀释好的新鲜唾液若泡沫多, 可进行过滤后再用2. 实验中所用的淀粉溶液必须新鲜配制,并且在配制时必须将其煮沸至透明为 止且下次实验若再用,必须重新煮至透明,否则将影响实验结果3. 蔗糖是典型的非还原糖,若其中的非还原糖超过一定标准,则呈现还原 性,这种蔗糖不能使用一般在实验之前要对所用蔗糖进行检查,不能呈现阳性 反应,至少要用分析纯试剂4. 唾液中除了含有淀粉酶以外,还含有少量的麦芽糖酶,该酶可使麦芽糖分解为葡萄糖思考题1.什么是酶的特异性?本实验如何验证了酶的特异性? 2.蔗糖的纯度对该实 验的成功与否有什么要求?3. 若将唾液酶和蔗糖酶液煮沸15分钟,其实验结果会发生什么样的变化? 4.酶 反应的最适温度是酶的特征性物理常数吗?它与哪些因素有关?参考内容1. 绝对专一性:只作用于一种底物,仅催化一种反应,如脲酶就是其中最典型 的例子,只催化尿素水解而对尿素的任何衍生物均无催化水解作用2. 相对专一性:可以催化某一类的底物或某一类的化学键,如蛋白水解酶脂酶。
3. 立体异构专一性:只作用于底物的立体异构物中的一种,而且反应生成物也都 是异构物中的一种此种现象普遍存在。