固定化酶最佳反应条件的变化

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固定化酶最佳反应条件的变化

化学先生 / 2019-08-03

酶催化反应一般均在常温、常压、中性pH的水溶液中进行。固定化后，酶催化反应的最佳温度有时会发生变化，但在很多情况下也可能不发生变化。固定化酶最佳反应温度的变化，可能和反应活化能提高有关。在一般情况下，活化能高的催化反应，必须在较高反应温度下进行，才能得到比较好的转化率和选择性。

酶能化反应的最适温度是由反应速率与酶的失活速率决定的。固定化酶的失活速率下降，最适温度也随之提高，这对固定化酶的应用非常有利。采用共价结合法制备的固定化酶，最适反应温度可比相应的游离酶提高5~15摄氏度。

酶是具有催化功能的蛋白质。固定化以后，酶在载体表面所处的微环境，对其催化功能影响很大。特别是载体的电性质，往往会通过前述的所谓“分隔效应”改变反应的最佳pH范围。所以在进行酶的固定化后，必须测定最佳反应pH，以便进一步了解酶蛋白质的结构和作用机理，特别是蛋白质本身的电子状态和反应液pH范围的关系。

最简单的方法是测定催化反应随pH变化的活性曲线。如果反应活性的最佳pH范围发生了变化，就说明固定化以后，受到了载体表面电荷的影响;多数情况下，最佳pH范围虽然有变化，但曲线的走势和形状未变，这种现象称之为最适pH曲线的“平行移动”。

如果最适pH变化曲线向酸性一侧移动，就说明载体表面积聚了大量的阳离子，使酶蛋白的阳离子数增多，从而造成固定化酶微环境反应区的pH比外部溶液偏碱。实际上酶催化反应是在比实测溶液pH偏碱的一侧进行的，从而造成最适pH范围移向酸性一侧的假象，反之亦反。这说明最适pH的变化是由固定化载体的静电性质决定的，离子结合强度越高，分隔效应越明显，越接近固定化以前游离酶的最适pH。但也有最适pH范围不变，而pH活性曲线却发生变化的例子。在某些情况下，pH的变化是有-定的规律的，故当固定化酶本身的最适pH与其所处环境的pH不相同时，可以通过选择适当的固定化方法,根据需要调节酶反应的最适pH，使酶活力得到最大发挥。

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