酶促反应同其他大多数化学反应一样受温度的影响较大。温度高时反应速度加快,温度低时反应速度减慢,温度每升高10℃所增加的反应速度称为温度系数(temperature coefficient,用Q10表示)。一般化学反应的Q10为2~3,即提高2~3倍,但酶促反应仅为1~2。
图6-2 温度对酶促反应速度的影响
在一定温度范围内,反应速度达到最大值时的温度称为酶的最适温度(optimal temperature)。温度对酶活力的影响呈现钟罩形,如图6-2所示。各种酶的最适温度是不同的,就整个生物界而言,动物组织的各种酶的最适温度一般为35~40℃,植物和微生物的各种酶的最适温度范围较大,为32~60℃,少数酶的最适温度可低至4℃,也有高至70~90℃的极端耐热酶,如来源于嗜热拟青霉的葡聚糖酶和木聚糖酶的最适反应温度分别达到70℃和75℃(图6-3)。
图6-3 嗜热拟青霉葡聚糖酶(1)和木聚糖酶(2)最适温度曲线图
温度对酶促反应速度的影响有两个方面:一方面是在一定温度范围内当温度升高时,反应速度也加快,这与化学反应一样;另一方面,随温度继续升高而使酶逐渐变性,因此超过一定温度范围,反应速度不升反降,这是由于酶蛋白变性之故。各种酶变性的温度不一,大多在60℃以上变性,少数可耐较高温度,甚至有些极端嗜热酶在90~100℃下也不变性,如海栖热袍菌来源的木聚糖酶在95℃下保持稳定。(www.daowen.com)
最适温度不是酶的特征常数,因为一种酶具有的最高活力的温度不是一成不变的,受酶的纯度、底物、激活剂、抑制剂以及酶促反应时间等因素影响。因此,对同一种酶来讲,应说明在什么确定条件下的最适温度。
酶的温度稳定性是衡量一种酶实际应用价值的重要参数,它是指酶溶液在一定的温度条件下保温一段时间后所残余的酶活力。在实际的研究过程中,通常是在不同温度下处理30min,冷却后测定酶活力。另一种表述酶温度稳定性的方法是测定酶的温度半衰期,即在某一温度下酶失去一半活力所需要的处理时间。图6-4所示为樟绒枝霉角质酶的温度稳定性及半衰期测定图。
图6-4 樟绒枝霉角质酶的温度稳定性(1)及半衰期(2)测定图
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