
【化】 enzyme deactivation
enzyme
【化】 enzyme; zyme
【醫】 ascus ase; biocatalyst; enzyme; ferment; zymase; zyme; zymin; zymo-
【化】 deactivation; inactivation
【醫】 devitalization; devitalize
酶失活(Enzyme Inactivation)是指酶分子因結構發生不可逆改變而永久喪失其催化活性的過程。與可逆的酶抑制不同,失活通常涉及酶蛋白共價結構的破壞或關鍵活性位點的永久性修飾,導緻其無法再結合底物或催化反應。該過程在生物化學、工業生産和醫藥領域具有重要影響。
高溫(>60°C)通過破壞氫鍵和疏水作用使酶蛋白變性。極端pH值(如胃蛋白酶在pH>5時失活)會改變酶的電離狀态,破壞活性中心構象。
重金屬離子(Hg²⁺、Pb²⁺)與巯基(-SH)結合,氧化劑破壞二硫鍵,烷化劑修飾組氨酸殘基等,均可不可逆破壞活性位點。
細胞内蛋白酶通過水解肽鍵降解異常酶(如溶酶體酶解作用)。
通過測定剩餘酶活性(單位時間内底物消耗量)量化失活程度,輔以圓二色譜分析二級結構變化、X射線晶體學觀察三維構象改變。失活動力學常符合一級反應模型:
$$ -frac{d[E]}{dt} = k_d[E] $$
其中 (k_d) 為失活速率常數,[E]為活性酶濃度。
權威參考文獻:
- Lehninger Principles of Biochemistry (7th ed.), Nelson & Cox, 2017
- Enzyme Inactivation in Food Processing, Food Chemistry, Elsevier
- BRENDA Enzyme Database (https://www.brenda-enzymes.org/)
- Structural Basis of Enzyme Inactivation, Journal of Biological Chemistry
酶失活是指酶因結構改變而喪失催化能力的過程,其機制和影響因素如下:
酶失活指酶的三維結構被破壞(如蛋白質變性或RNA結構改變),導緻催化功能部分或完全喪失的現象。多數酶為蛋白質,少數為RNA(如核酶)。
物理因素
化學因素
特征 | 酶失活 | 酶抑制作用 |
---|---|---|
結構變化 | 三維結構破壞(變性) | 結構未破壞 |
可逆性 | 通常不可逆 | 多可逆(如競争性抑制) |
作用方式 | 直接破壞分子 | 結合活性中心/變構位點 |
RNA酶(如四膜蟲RNA)因結構特性,對部分變性條件有抗性,但高溫或強酸仍可使其失活。
提示:實驗室常用低溫保存酶制劑(活性降低但可恢複),而高溫滅菌則通過不可逆失活實現。
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