1.底物濃度 除選擇適合的底物外,在實(shí)際應(yīng)用中更多考慮的是底物濃度。由于[S]與反應(yīng)速度V成雙曲線關(guān)系,在酶活性測定時,要求[S]達(dá)到一定水平以保證酶活性與酶量成正比。[S]范圍一般選擇在10~20Km為宜,此時反應(yīng)速度基本達(dá)到最大反應(yīng)速度,測定的誤差在可接受范圍。
2.酶濃度 在反應(yīng)條件一定時,酶濃度與反應(yīng)速度成正比。按照中間產(chǎn)物學(xué)說,只有[S]>>[E]時,酶才能被底物分子飽和,反應(yīng)速度才能達(dá)到最大值。因此當(dāng)標(biāo)本酶活力過高時,應(yīng)將標(biāo)本適當(dāng)稀釋后再加以測定。
3.溫度 不同的酶最適溫度可以不同,多數(shù)酶的最適溫度在37~40℃,高于或低于最適溫度,酶活性都降低。目前,酶活性的測定溫度尚未統(tǒng)一,但常規(guī)實(shí)驗(yàn)室多使用37℃。溫度對酶促反應(yīng)的影響程度通常用溫度系數(shù)(Q10)表示。溫度系數(shù)指溫度每升高10℃,化學(xué)反應(yīng)速度增加的倍數(shù)。Q10通常為l~2。由溫度系數(shù)得知,溫度的變化對酶活性有著重要影響,因此要求酶活性測定要在恒溫條件下進(jìn)行,溫度波動要控制在±1℃。
4.離子強(qiáng)度和pH值 在最適pH時,酶的活性最強(qiáng),高于或低于最適pH,酶的活性都降低,多數(shù)酶的最適pH在5~8之間。在測定酶活性時,要求緩沖液具有足夠的緩沖容量,以便使pH值保持穩(wěn)定。血漿或血清標(biāo)本含有多種緩沖溶質(zhì),具有較強(qiáng)的緩沖能力。為了防止血漿或血清標(biāo)本緩沖溶質(zhì)對反應(yīng)液酸堿度的影響,使pH不致偏離設(shè)定值,標(biāo)本用量不宜過大,血漿或血清標(biāo)本體積/反應(yīng)液體積≤1/10為宜。
5 輔助因子 某些金屬離子和維生素類輔酶是結(jié)合酶的輔助因子,例如Zn2+是羧基肽酶的輔基,Mo6+是黃嘌呤氧化酶的輔基,NADH是不需氧脫氫酶的輔酶。這些酶離開它們的輔基或輔酶就不能表現(xiàn)活性,因此在酶活性測定時,就要保證輔基或輔酶的供給。
6.激活劑 有些酶在有激活劑存在時才有活性或活性較高,例如Mg2+是肌酸激酶的激活劑,Cl-是淀粉酶的激活劑。因此在酶活性測定時,也要滿足酶對激活劑的需要。
7.抑制劑 酶的抑制可分為不可逆抑制和可逆抑制,后者又可分為競爭性抑制和非競爭性抑制。重金屬離子和砷化物對巰基酶的抑制、有機(jī)磷對羥基酶的抑制屬于不可逆抑制;丙二酸對琥珀酸脫氫酶的抑制、磺胺類藥物對二氫葉酸合成酶的抑制屬于競爭性抑制;哇巴因?qū)a+,K+-ATP酶的抑制屬于非競爭性抑制。抑制劑使酶活性降低,在測定酶活性時,應(yīng)避免抑制劑的影響。
綜上所述,測定酶活性時,最適條件的選擇應(yīng)該遵循最適底物濃度、最適溫度、最適pH值、滿足輔助因子和激活劑、避免抑制劑的原則。
1.底物濃度 除選擇適合的底物外,在實(shí)際應(yīng)用中更多考慮的是底物濃度。由于[S]與反應(yīng)速度V成雙曲線關(guān)系,在酶活性測定時,要求[S]達(dá)到一定水平以保證酶活性與酶量成正比。[S]范圍一般選擇在10~20Km為宜,此時反應(yīng)速度基本達(dá)到最大反應(yīng)速度,測定的誤差在可接受范圍。
2.酶濃度 在反應(yīng)條件一定時,酶濃度與反應(yīng)速度成正比。按照中間產(chǎn)物學(xué)說,只有[S]>>[E]時,酶才能被底物分子飽和,反應(yīng)速度才能達(dá)到最大值。因此當(dāng)標(biāo)本酶活力過高時,應(yīng)將標(biāo)本適當(dāng)稀釋后再加以測定。
3.溫度 不同的酶最適溫度可以不同,多數(shù)酶的最適溫度在37~40℃,高于或低于最適溫度,酶活性都降低。目前,酶活性的測定溫度尚未統(tǒng)一,但常規(guī)實(shí)驗(yàn)室多使用37℃。溫度對酶促反應(yīng)的影響程度通常用溫度系數(shù)(Q10)表示。溫度系數(shù)指溫度每升高10℃,化學(xué)反應(yīng)速度增加的倍數(shù)。Q10通常為l~2。由溫度系數(shù)得知,溫度的變化對酶活性有著重要影響,因此要求酶活性測定要在恒溫條件下進(jìn)行,溫度波動要控制在±1℃。
4.離子強(qiáng)度和pH值 在最適pH時,酶的活性最強(qiáng),高于或低于最適pH,酶的活性都降低,多數(shù)酶的最適pH在5~8之間。在測定酶活性時,要求緩沖液具有足夠的緩沖容量,以便使pH值保持穩(wěn)定。血漿或血清標(biāo)本含有多種緩沖溶質(zhì),具有較強(qiáng)的緩沖能力。為了防止血漿或血清標(biāo)本緩沖溶質(zhì)對反應(yīng)液酸堿度的影響,使pH不致偏離設(shè)定值,標(biāo)本用量不宜過大,血漿或血清標(biāo)本體積/反應(yīng)液體積≤1/10為宜。
5 輔助因子 某些金屬離子和維生素類輔酶是結(jié)合酶的輔助因子,例如Zn2+是羧基肽酶的輔基,Mo6+是黃嘌呤氧化酶的輔基,NADH是不需氧脫氫酶的輔酶。這些酶離開它們的輔基或輔酶就不能表現(xiàn)活性,因此在酶活性測定時,就要保證輔基或輔酶的供給。
6.激活劑 有些酶在有激活劑存在時才有活性或活性較高,例如Mg2+是肌酸激酶的激活劑,Cl-是淀粉酶的激活劑。因此在酶活性測定時,也要滿足酶對激活劑的需要。
7.抑制劑 酶的抑制可分為不可逆抑制和可逆抑制,后者又可分為競爭性抑制和非競爭性抑制。重金屬離子和砷化物對巰基酶的抑制、有機(jī)磷對羥基酶的抑制屬于不可逆抑制;丙二酸對琥珀酸脫氫酶的抑制、磺胺類藥物對二氫葉酸合成酶的抑制屬于競爭性抑制;哇巴因?qū)a+,K+-ATP酶的抑制屬于非競爭性抑制。抑制劑使酶活性降低,在測定酶活性時,應(yīng)避免抑制劑的影響。
綜上所述,測定酶活性時,最適條件的選擇應(yīng)該遵循最適底物濃度、最適溫度、最適pH值、滿足輔助因子和激活劑、避免抑制劑的原則。
酶的活性測定要求有適宜的特定反應(yīng)條件,應(yīng)注意影響酶促反應(yīng)速度的各種因素應(yīng)該相對恒定。
1.酶的樣品應(yīng)做適當(dāng)?shù)奶幚怼?.反應(yīng)體系中,底物的量足夠使酶被底物飽和,以充分反映待測酶的活力。
但過高的底物濃度可能抑制酶的活性,一般底物濃度在10km以上。3.測定代謝物時應(yīng)保持酶的足夠濃度。
4.應(yīng)根據(jù)反應(yīng)時間選擇反應(yīng)的最適溫度。5.根據(jù)不同的底物和緩沖液選擇反應(yīng)的最適pH。
6.為獲取最高反應(yīng)速度,在反應(yīng)體系中應(yīng)含有適宜的輔助因子,激活劑等。7.測定酶活性時應(yīng)測定酶促反應(yīng)的初速度。
淀粉酶是水解淀粉和糖原的酶類總稱,通常通過淀粉酶催化水解織物上的淀粉漿料,由于淀粉酶的高效性及專一性,酶退漿的退漿率高,退漿快,污染少,產(chǎn)品比酸法、堿法更柔軟,且不損傷纖維。
淀粉酶的種類很多,根據(jù)織物不同,設(shè)備組合不同,工藝流程也不同,目前所用的退漿方法有浸漬法、堆置法、卷染法、連續(xù)洗等,由于淀粉酶退漿機(jī)械作用小,水的用量少,可以在低溫條件下達(dá)到退漿效果,具有鮮明的環(huán)保特色。淀粉酶活性中度或輕度升高還可見于一些非胰腺疾病,如腮腺炎、急性腹部疾?。ㄏ詽兇┛?、上腹部手術(shù)后、機(jī)械性腸梗阻、腸系膜血管病變、膽道梗阻及急性膽囊炎等)、服用鎮(zhèn)痛劑、酒精中毒、腎功能不良及巨淀粉酶血癥等情況,應(yīng)加以注意。
谷物種子萌發(fā)時淀粉酶活力的測定 幾乎所有植物中都存在淀粉酶,尤其是萌發(fā)的禾谷類種子,淀粉酶活性最強(qiáng)。
主要是α-淀粉酶和β-淀粉酶。種子萌發(fā)時,淀粉酶活性隨萌發(fā)時間迅速增加,將淀粉分解成小分子糖類,供幼苗生長。
α-淀粉酶隨機(jī)水解淀粉的α-1,4-糖苷鍵,作為淀粉分解的起始酶而起主要作用;其水解產(chǎn)物為麥芽糖、麥芽三糖、糊精等還原性糖;β-淀粉酶水解非還原端的第二個α-1,4-糖苷鍵,水解產(chǎn)物為麥芽糖,并能使一部分糊精糖化。本實(shí)驗(yàn)以萌發(fā)種子為材料,測定其中α-淀粉酶和β-淀粉酶活性的差異。
【原理】 兩種淀粉酶具有不同理化特性,α-淀粉酶不耐酸,在PH3?6以下迅速鈍化;β-淀粉酶不耐熱,在70℃下15Min則被鈍化。據(jù)此,在測定時鈍化其中之一,就可以測定出另一種酶的活力,本實(shí)驗(yàn)采用加熱鈍化β-淀粉酶測出α-淀粉酶活力,再與非鈍化條件下測得的總淀粉酶活力比較,求出β-淀粉酶活力。
淀粉的水解產(chǎn)物麥芽糖及其他還原性糖能與3,5-二硝基水楊酸試劑反應(yīng),使其還原生成紅色3-氨基-5-硝基水楊酸。在一定范圍內(nèi),其顏色深淺與淀粉酶水解產(chǎn)物的濃度成正比,可用麥芽糖(或葡萄糖)濃度表示,用比色法測定淀粉生成的還原糖的量,以單位重量樣品在一定時間內(nèi)生成的麥芽糖的量表示酶活力。
【儀器與用具】 分光光度計;離心機(jī);恒溫水浴器;研缽;具塞刻度試管25Ml 13支,刻度吸管1ml、2ml、5Ml各1支;容量瓶50Ml 2支。 【試劑】 麥芽糖標(biāo)準(zhǔn)液(1Mg/Ml):稱取100Mg麥芽糖,用蒸餾水溶解并定容至100Ml。
DNS試劑(3,5-二硝基水楊酸):精確稱取3,5-二硝基水楊酸1g,溶于20Ml 12Mol/L NAOH溶液中,加入50Ml蒸餾水,再加入30g酒石酸鉀鈉,待溶解后用蒸餾水定容至100Ml。蓋緊瓶塞,勿使CO2進(jìn)入。
若溶液混濁,可過濾后使用。 0?1Mol/L PH5?6的檸檬酸緩沖液:A液(0?1Mol/L檸檬酸):稱取分析純檸檬酸21?01g,用蒸餾水溶解并定容至1L;B液(0?1Mol/L檸檬酸鈉):稱取檸檬酸鈉29?41g用蒸餾水溶解并定容至1L;取A液55Ml與B液145Ml混勻,即為0?1Mol/L PH5?6的檸檬酸緩沖液。
1%淀粉溶液:稱取1g淀粉溶于100Ml 0?1Mol/L PH5?6的檸檬酸緩沖液中。 【方法】 1.酶液提取稱取25℃下萌發(fā)3~4天的小麥種子1?0g(芽長1?0~1?5CM),置研缽中,加少量石英砂和2Ml蒸餾水,研磨成勻漿后轉(zhuǎn)入離心管中,用7Ml蒸餾水分次將殘渣洗入離心管,提取液在室溫下放置提取15~20Min,每隔數(shù)分鐘攪動1次,使其充分提取。
然后在3000r/Min轉(zhuǎn)速下離心10Min,將上清液倒入50Ml容量瓶中,加蒸餾水定容至刻度,搖勻,即為淀粉酶原液。吸取上述淀粉酶原液5Ml,放入50Ml容量瓶中,用蒸餾水定容至刻度搖勻,即為淀粉酶稀釋液。
2?麥芽糖標(biāo)準(zhǔn)曲線制作取7支干凈的具塞刻度試管,編號,按表18-1加入試劑: 表18-1制作麥芽糖標(biāo)準(zhǔn)曲線配方表 試劑管號1234567麥芽糖標(biāo)準(zhǔn)液(ml)00.20.40.81.21.62.0蒸餾水(ml)2.01.81.61.20.80.40麥芽糖含量(mg)00.20.40.81.21.62.03,5-二硝基水楊酸(ml)2222222搖勻,置沸水浴中煮沸5Min。取出后流水冷卻,加蒸餾水定容至20Ml。
以1號管作為空白調(diào)零點(diǎn),在540nM波長下比色測定。以麥芽糖含量為橫坐標(biāo),吸光度值為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
3?酶活力的測定取6支干凈的具塞刻度試管,編號,按表18-2進(jìn)行操作。 表18-2酶活力的測定配方表 操作項目管號Ⅰ-1Ⅰ-2Ⅰ-3Ⅱ-1Ⅱ-2Ⅱ-3淀粉酶原液(ml)1.01.01.0000鈍化β-淀粉酶置70℃水浴中15Min,取出后在流水中冷卻淀粉酶稀釋液(ml)000111DNS試劑(ml)2.0002.000預(yù)保溫40℃恒溫水浴中保溫10Min1%淀粉溶液(ml)(40℃)1.01.01.01.01.01.0保溫40℃恒溫水浴中準(zhǔn)確保溫5MinDNS試劑(ml)02.02.002.02.0搖勻,置沸水浴中5Min,取出后冷卻,加蒸餾水至20Ml,搖勻,在540nM波長下比色,記錄測定結(jié)果。
4?結(jié)果計算 用Ⅰ-2、Ⅰ-3吸光度平均值與Ⅰ-1吸光度值之差,在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出相應(yīng)的麥芽糖含量(Mg),再按下式計算α-淀粉酶的活力(Aα),淀粉酶活性以每克鮮重所含麥芽糖毫克數(shù)(Mg/g·Min)表示: Aα=CαVTFW*t*V1(18-1) Ⅱ-2、Ⅱ-3吸光度平均值與Ⅱ-1吸光度值之差,在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出相應(yīng)的麥芽糖含量(Mg),按式18-1計算(α+β)-淀粉酶的活性AT AT=CT*VTFW*t*V1 式中A:淀粉酶活性,Aα為α-淀粉酶的活性,AT為淀粉酶總活性,主要是α、β-淀粉酶的活性; Cα:α-淀粉酶水解淀粉生成的麥芽糖量(查標(biāo)準(zhǔn)曲線求值,以下同); CT:(α+β)淀粉酶共同水解淀粉生成的麥芽糖量; V1:顯色所用酶液體積(Ml); T:酶作用時間(Min); VT:樣品稀釋液總體積(α-淀粉酶為50Ml,α+β淀粉酶為500Ml); FW:樣品鮮重(g)。 【思考題】 1.萌發(fā)種子和干種子α-淀粉酶和β-淀粉酶活力有何差異這種變化有何生物學(xué)意義 2?實(shí)驗(yàn)中設(shè)置對照的意義何在 3?α-淀粉酶和β-淀粉酶性質(zhì)有何不同作用特點(diǎn)有何不同。
-淀粉酶活力測定 α-淀粉酶活力測定
Yoo改良法:兩份各5 ml 0.5%淀粉(用pH6.0 Na2HPO4-檸檬酸緩沖液配制) 分別標(biāo)記為A、B,放入40℃恒溫水浴中保溫10分鐘,A中加0.5 ml酶液,B中加0.5 ml dH2O,反應(yīng)5 min后,各加5 ml 0.1 mol/L H2SO4終止反應(yīng)。分別從A、B取0.5 ml反應(yīng)液加入到于5ml 0. 4mmol/L I2-KI溶液顯色,620nm處測光密度OD?;盍挝欢x:5 min內(nèi)水解1mg淀粉的酶量。A(U/ ml) = ( R0-R)/ R0 *50*D
A:酶活; R0:B對應(yīng)的光吸收值;R:A對應(yīng)的光吸收值; D:酶的稀釋倍數(shù)
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