第一章 酶学基础
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Cys的氧化、二硫键破坏、Asn和Gln的脱氨、肽键水解
b.冷冻和脱水
溶质因水分子的结晶而被浓缩，导致酶微环境pH和离子强度改变 引起蛋白质变性；寡聚蛋白解离；二硫交换或巯基氧化
1.3.2 酶失活的因素和机理
c.辐射作用
电离辐射是由于形成自由基而引起一级结构的改变，导致天然
构想丧失或聚合。
非电离辐射中的可见光能氧化蛋白质中的敏感基团；紫外线可
活性。取上清50µ L,反应1h后加TCA终止反应，测得吸光值为0.3；
取沉淀0.01g，反应10min后加TCA终止反应，测得吸光值为0.6。 求水稻幼苗中草酸氧化酶活性。以每分钟每克鲜重材料降解草酸
产生的纳摩尔H2O2量表示酶活性大小。
H2O2（nmol） A555 10 0.059 20 0.128 30 0.199 40 0.271 50 0.334
稀释酶液或缩短反应时间。
如底物抑制，可采用小于0.1Km。
b. 如底物为多个，选择最适底物；
（2）pH
c. 底物性质稳定，并且反应后最好有可测定的理化性质。
pH范围、缓冲液离子种类、强度
（3）温度 最好控制在±1℃ （4）反应时间
1.4酶活力测定
（5）辅助因子 a.有些酶需要金属离子，有些则需要辅酶。 b.为了提高酶在反应系统的稳定性，有时需要加入 某些相应的物质。 如对巯基酶，常加入巯基乙醇、二硫苏糖醇（DTT） c.为了避免待测酶遭受蛋白酶降解，常加入蛋白酶 抑制剂，如PMSF d.酶活力测定应有相应的空白和对照。
有机溶剂、冷冻、辐射、机械力等 贮运稳定性
1.3 酶稳定性的基本原理
衡量酶制剂稳定性常用指标：半衰期T1/2。 半衰期是指一定条件下（温度、pH值等） 酶制剂丧失50%活力所需的时间。
1.3 酶稳定性的基本原理
120 100
相对活力（％）
pH=2.0
120 100 80 60 40 20 0
pH=8.0
体外改造
体内改造
1.4 酶活力测定
1.4.1酶活力 酶催化化学反应的能力。其大小可用在一定条件下，
酶催化某一化学反应的速度来表示。
E+S
[P]
ES
E+P
V0
v= K +[S] m
零级反应 混合级反应
vmax[S]
一级反应
t
[S]
图1-3 酶的反应过程曲线
图1-4 底物浓度对反应速度的影响
1.4.2 酶活力单位
测的物质。 过氧化物酶
Ⅲ.酶偶联测定法 使用一指示酶，使第一个酶的
产物转变成可测定的新产物。
葡萄糖氧化酶
1.4 酶活力测定
影响酶催化反应速度的因素有哪些？
（1）底物
（2）pH （3）温度 （4）反应时间 （5）辅因子
1.4 酶活力测定 1.4.4 酶活力测定的条件与注意问题 （1）底物 a. 应使用足够高的底物浓度 20-100Km
1.2.1 底物反应动力学 1.2.2 抑制反应动力学
1.3 酶稳定性的基本原理Biblioteka Baidu
酶稳定性是指酶分子抵抗各种因素的 影响，维持其生物活性的能力。 影响酶生物活性的因素有哪些？
表1.1 酶制剂稳定性分类（按影响因素分） 影响因素 温度（主要为高温） pH 值 蛋白水解酶 氧化剂等的氧化作用 重金属离子 表面活性剂 稳定性 热稳定性 酸碱稳定性 抗蛋白酶稳定性 抗氧化剂稳定性 抗重金属稳定性 抗表面活性剂稳定性
酶的生物活性由其空间结构决定
欲稳定酶活性
需先稳定酶的空间结构
结构的稳定决定了功能的稳定。
稳定酶结构的因素有哪些？
1.3.1 酶的化学组成和结构特征
（1）酶的化学组成 酶 单纯酶
酶蛋白
结合酶 辅因子
金属离子、小分子有机化合物
辅因子的作用： 酶活性中心的组成部分； 连接底物和酶分子的桥梁； 稳定酶蛋白的构像。
酶工程
刘娥娥 办公电话：85280194
绪论
什么是酶工程？
酶工程的研究内容及发展史？ 酶工程的研究意义及目的？
酶是由活细胞产生的具有高度专一性和极高催
化效率的蛋白质。 特点： 高效、专一 反应条件温和 可调节性 不稳定性
应用： 工业：食品、造纸、纺织、日用化工等行业。
农业：饲料。 医药：药用酶制剂、诊断酶等。 科研：基因工程、细胞工程等。
这些相互作用可来自： 肽链中氨基酸侧链基团间的相互作用；
金属离子、底物、辅因子等小分子量配体的相互作用；
蛋白质、糖和脂类各自或相互的作用。
1.3 酶稳定性的基本原理
1.3.2 酶失活的因素和机理
①物理因素 a.加热
由于热伸展作用使酶的疏水基团暴露，蛋白质聚合； 酶分子的一些氨基酸发生共价反应；
某同学在测定过氧化氢酶活性时，每30s记录一次读数，
共测定了2 min，各时间点的吸光值依次为0.8、0.4、0.2、 0.15、0.13。请你分析出现这种现象的原因是什么，并提 出如何解决 。
某同学在测定木瓜蛋白酶活性时，取了100µL酶液，反应 10min后，测定的吸光值为2.0，由于此值过高，他取50µL 酶液重新测定，但吸光值仍为2.0。请你分析出现这种现象 的原因是什么，并提出如何解决 。
80 60 40 20 0 0 20 40 60
加热时间(min)
0
10
20
30
40
50
60
图1-1 75°C处理对不同pH条件下鸡蛋清溶菌酶活性的影响
半衰期会因条件的不同而不同，故应在相同条件下进行不同来源酶 制剂的稳定性比较，且应详细注明半衰期所对应的具体条件。
1.3 酶稳定性的基本原理
酶稳定性是指酶分子抵抗各种因素的影响，维持其生物活性的能力
加热、极端pH 加热、高pH 加热、高pH 螯合剂、透析、加热、金属离子 极端pH、脲、表面活性剂、高温或低温 加热、极端pH、有机溶剂、盐酸胍 流体形变 加热、浓度低
1.3 酶稳定性的基本原理 结构决定功能 欲提高功能稳定性 必需提高酶分子结构稳定性
(1)酶的固定化 (2)酶的化学修饰 (3)改变酶存在的微环境 (4)遗传修饰工程 (5)菌种的选育
酶工程(enzyme engineering)
又称酶工艺，是围绕酶所特有的催化特
性使其在工业、农业、医疗保健事业及
其它各方面发挥作用的应用技术。
其核心问题为酶制剂的生产和应用。
天然酶
克 隆
突变酶基因 获得目的基因
异源表达
（微生物、植物、动物）
元件重组构建 新酶基因 固 定 化 酶 和 细 胞 酶 分 子 的 改 造 及 创 新 酶
(1)习惯单位 在最适条件下，每分钟底物转化的量或生成产物的量 µmol/min。 (2)国际单位 在最适条件下（最适底物浓度、pH等），每分钟转化 1µmol底物或生成1µmol产物所需的酶量为1个国际单 位（1U）。
在最适条件下，每分钟吸光值变化0.01所需的酶量为1U。
在最适条件下（最适底物浓度、pH等），每秒钟能 使1mol底物转化为产物需的酶量为1Kat。 1Kat=6×107U
H2O2=（A555 + 0.0097）÷ 0.0069
1.4酶活力测定
1.4.3 酶活力测定的方法
1.4.3.1 按原理分 Ⅰ. 终止法： 将酶促反应进行一定时间后终止反应。 木瓜蛋白酶
Ⅱ. 动力学法：用仪器检测酶促反应过程中光吸收、
电位、黏度等的变化。 过氧化氢酶
1.4.3 酶活力测定的方法 1.4.3.2按检测手段分 Ⅰ.直接测定法 直接检测底物或产物的变量。 过氧化氢酶 Ⅱ.间接接测定法 将底物或产物转化成稳定可检
直接氧化巯基和吲哚基，导致酶失活。
d.机械力作用
压力导致酶分子聚合、亚基解离； 剪切力产生疏水性气液交界面，导致界面上酶蛋白结构破环；
超声波使溶液产生大量的空泡并迅速膨胀破碎，产生强大的冲
击波、剪切力和自由基，破环酶分子结构。
1.3.2 酶失活的因素和机理
②.化学因素 a.极端pH
相同电荷间的静电斥力引起蛋白肽链伸展，启动破环 氨基酸的化学反应。 引起酶蛋白发生水解； b.氧化剂 活性氧与芳香族族氨基酸、Met、Cys具有极高的 反应性。 c.表面活性剂 主要改变酶分子的正常折叠。
空白：用于消除未知因素产生的本底影响
不加酶、加失活的酶、不加底物 对照：用酶的标准品测得的结果与待测样品比较来进行定量。
作业：
1.假设你所在的单位开发了一酶制剂产品，现需要你拟订一 份 使用说明书，你认为此说明书应该包括哪些内容？
2.某同学采集了2g木瓜乳来提取木瓜蛋白酶，首先在木瓜乳中 加入适量的提取缓冲液，充分研磨后，离心，得到20 mL酶液。 然后取1 mL酶液稀释到40 mL后，从其中取50µL测定酶活性， 35℃反应10min后，在275nm处测定其吸光值为0.5；取1 mL 酶液稀释到5mL后，从其中取50µL测定蛋白含量，室温下反应 5min后，在595nm处测定其吸光值为0.25（蛋白含量计算公式： 蛋白含量（mg/mL）=1.674×A595-0.0354）。请你根据上述 数据计算酶液活力、比活及酶得率。 3.简述酶失活的因素和机理。
考试（笔试)
成绩 期末考试成绩 80% 平时成绩 20%（作业）
第一章 酶学基础知识
酶学是研究酶及其催化反应的科学，其核
心问题是研究酶的结构与功能。
第一章
1.1 概述（自学）
酶学基础知识
1.1.1 酶的概念及特点 1.1.2 酶的组成、结构和催化机理 1.1.3 酶的分类与命名
1.2 酶促反应动力学（自学）
而成特定构像的蛋白质分子，即低聚蛋白中各折叠多肽链在
空间的专一性三维排列。
离子间的盐键
范德华力
二硫键
非 极 性 基 间 疏 水 键 离 子 间 的 盐 键
非极性基间疏水键
脂键
极性基间的氢键
图1-2 蛋白质分子中的化学键
1.3 酶稳定性的基本原理
1.3.1 维持空间结构的作用力 （1）肽键 （2）二硫键 （3）氢键 （4）疏水键 （5）盐键 维持一级结构的基础。 增加了酶分子结构的刚性和有序性。 维持二级结构的基础。 酶分子折叠成空间结构的主要作用力。 对酶分子稳定性作用显著。
1.4.2 酶活力单位
酶的转化数：在单位时间内每一活性中心或每分子酶
所能转化的底物分子数。 比活性：指每毫克酶蛋白所具有的活力单位数。
U/mg蛋白 U/g酶制剂 表示酶制剂纯度 表示酶制剂中的酶活大小 表示液体酶中的酶活大小 表示材料中的酶活大小
U/mL酶液
U/g鲜重或干重
草酸氧化酶降解草酸产生H2O2。某同学取了0.1g水稻幼苗，拟 测定其中草酸氧化酶的活性。首先加入适量缓冲液提取，充分研 磨后，离心分别收集沉淀（0.12g）和上清液（1mL），测定OxO
③生物因素
微生物、蛋白水解酶使酶一级结构肽链断裂。
1.3 酶稳定性的基本原理
表1-2 酶失活机理
失活机理 ⑴聚合 ⑵一级结构改变 失活条件（因素） 加热、变性剂、振动、SDS等
a. 酸碱催化的肽链水解、蛋白酶水解
b.功能基团氧化（Cys的巯基、色氨酸吲哚环） c.二硫键还原及分子间二硫交换 d.必需巯基的化学修饰
1.3.1 酶的化学组成和结构特征
（1）酶的结构特征
一级结构： 组成酶蛋白的氨基酸的种类、数目 和排列顺序。
二级结构：一级结构中相近的氨基酸残基间由氢键的相互作
用而形成的带有螺旋、折 叠、转角、卷曲等结构。 三级结构：在二级结构的基础上进一步进行分子盘曲形成包 括主侧链的专一性三位结构。 四级结构：由两条或两条以上的具有三级结构的多肽链聚合
极端pH、加热、蛋白酶水解
氧气及其代谢产物、辐射 加热、高pH、巯基化合物、二硫化物 金属离子、二硫化物
e.蛋白质磷酸化
f.氨基酸的外消旋化 g.二硫键剪切后形成新氨基酸 h. 天冬酰胺脱氨 ⑶辅酶分子从活性部位解离 ⑷寡聚蛋白解离成亚基 ⑸不可逆构象改变 ⑹流体中的剪切失活 ⑺吸附到容器表面
蛋白激酶
天然酶基因
原料的筛选
原料的培养 分离纯化 酶制剂
自 然 酶
多 酶 反 应 器
酶的固定化、化学修饰
酶学特性分析
应用研究
酶反应器、酶电极等
待分析样品
原料 环境污染物 酶催化 系统
安全排放物 产物 可供参考的数据
目的：高效、经济的利用酶为人类造福。
酶工程内容与学时
酶学基础（第一章，2） 酶的生产（第二章至第五章，14） 酶的改造（第六章至第八章，8） 酶的应用（第九章至第十章，8）
1.3.2 酶失活的因素和机理
d.变性剂
高浓度脲和盐酸胍：与酶的非极性氨基酸具有很强结合能力，通 过影响疏水作用力来改变酶的稳定性。
金属离子螯合剂：与酶的金属辅因子结合，导致酶分子构像改变。
有机溶剂:能与水混溶的有机溶剂可破坏水化层、降低介电常数、
直接结合于蛋白，从而使酶失活。
高浓度盐：ClO4-、SCN-离子能结合于蛋白的带电基团。
b.冷冻和脱水
溶质因水分子的结晶而被浓缩，导致酶微环境pH和离子强度改变 引起蛋白质变性；寡聚蛋白解离；二硫交换或巯基氧化
1.3.2 酶失活的因素和机理
c.辐射作用
电离辐射是由于形成自由基而引起一级结构的改变，导致天然
构想丧失或聚合。
非电离辐射中的可见光能氧化蛋白质中的敏感基团；紫外线可
活性。取上清50µ L,反应1h后加TCA终止反应，测得吸光值为0.3；
取沉淀0.01g，反应10min后加TCA终止反应，测得吸光值为0.6。 求水稻幼苗中草酸氧化酶活性。以每分钟每克鲜重材料降解草酸
产生的纳摩尔H2O2量表示酶活性大小。
H2O2（nmol） A555 10 0.059 20 0.128 30 0.199 40 0.271 50 0.334
稀释酶液或缩短反应时间。
如底物抑制，可采用小于0.1Km。
b. 如底物为多个，选择最适底物；
（2）pH
c. 底物性质稳定，并且反应后最好有可测定的理化性质。
pH范围、缓冲液离子种类、强度
（3）温度 最好控制在±1℃ （4）反应时间
1.4酶活力测定
（5）辅助因子 a.有些酶需要金属离子，有些则需要辅酶。 b.为了提高酶在反应系统的稳定性，有时需要加入 某些相应的物质。 如对巯基酶，常加入巯基乙醇、二硫苏糖醇（DTT） c.为了避免待测酶遭受蛋白酶降解，常加入蛋白酶 抑制剂，如PMSF d.酶活力测定应有相应的空白和对照。
有机溶剂、冷冻、辐射、机械力等 贮运稳定性
1.3 酶稳定性的基本原理
衡量酶制剂稳定性常用指标：半衰期T1/2。 半衰期是指一定条件下（温度、pH值等） 酶制剂丧失50%活力所需的时间。
1.3 酶稳定性的基本原理
120 100
相对活力（％）
pH=2.0
120 100 80 60 40 20 0
pH=8.0
体外改造
体内改造
1.4 酶活力测定
1.4.1酶活力 酶催化化学反应的能力。其大小可用在一定条件下，
酶催化某一化学反应的速度来表示。
E+S
[P]
ES
E+P
V0
v= K +[S] m
零级反应 混合级反应
vmax[S]
一级反应
t
[S]
图1-3 酶的反应过程曲线
图1-4 底物浓度对反应速度的影响
1.4.2 酶活力单位
测的物质。 过氧化物酶
Ⅲ.酶偶联测定法 使用一指示酶，使第一个酶的
产物转变成可测定的新产物。
葡萄糖氧化酶
1.4 酶活力测定
影响酶催化反应速度的因素有哪些？
（1）底物
（2）pH （3）温度 （4）反应时间 （5）辅因子
1.4 酶活力测定 1.4.4 酶活力测定的条件与注意问题 （1）底物 a. 应使用足够高的底物浓度 20-100Km
1.2.1 底物反应动力学 1.2.2 抑制反应动力学
1.3 酶稳定性的基本原理Biblioteka Baidu
酶稳定性是指酶分子抵抗各种因素的 影响，维持其生物活性的能力。 影响酶生物活性的因素有哪些？
表1.1 酶制剂稳定性分类（按影响因素分） 影响因素 温度（主要为高温） pH 值 蛋白水解酶 氧化剂等的氧化作用 重金属离子 表面活性剂 稳定性 热稳定性 酸碱稳定性 抗蛋白酶稳定性 抗氧化剂稳定性 抗重金属稳定性 抗表面活性剂稳定性
酶的生物活性由其空间结构决定
欲稳定酶活性
需先稳定酶的空间结构
结构的稳定决定了功能的稳定。
稳定酶结构的因素有哪些？
1.3.1 酶的化学组成和结构特征
（1）酶的化学组成 酶 单纯酶
酶蛋白
结合酶 辅因子
金属离子、小分子有机化合物
辅因子的作用： 酶活性中心的组成部分； 连接底物和酶分子的桥梁； 稳定酶蛋白的构像。
酶工程
刘娥娥 办公电话：85280194
绪论
什么是酶工程？
酶工程的研究内容及发展史？ 酶工程的研究意义及目的？
酶是由活细胞产生的具有高度专一性和极高催
化效率的蛋白质。 特点： 高效、专一 反应条件温和 可调节性 不稳定性
应用： 工业：食品、造纸、纺织、日用化工等行业。
农业：饲料。 医药：药用酶制剂、诊断酶等。 科研：基因工程、细胞工程等。
这些相互作用可来自： 肽链中氨基酸侧链基团间的相互作用；
金属离子、底物、辅因子等小分子量配体的相互作用；
蛋白质、糖和脂类各自或相互的作用。
1.3 酶稳定性的基本原理
1.3.2 酶失活的因素和机理
①物理因素 a.加热
由于热伸展作用使酶的疏水基团暴露，蛋白质聚合； 酶分子的一些氨基酸发生共价反应；
某同学在测定过氧化氢酶活性时，每30s记录一次读数，
共测定了2 min，各时间点的吸光值依次为0.8、0.4、0.2、 0.15、0.13。请你分析出现这种现象的原因是什么，并提 出如何解决 。
某同学在测定木瓜蛋白酶活性时，取了100µL酶液，反应 10min后，测定的吸光值为2.0，由于此值过高，他取50µL 酶液重新测定，但吸光值仍为2.0。请你分析出现这种现象 的原因是什么，并提出如何解决 。
80 60 40 20 0 0 20 40 60
加热时间(min)
0
10
20
30
40
50
60
图1-1 75°C处理对不同pH条件下鸡蛋清溶菌酶活性的影响
半衰期会因条件的不同而不同，故应在相同条件下进行不同来源酶 制剂的稳定性比较，且应详细注明半衰期所对应的具体条件。
1.3 酶稳定性的基本原理
酶稳定性是指酶分子抵抗各种因素的影响，维持其生物活性的能力
加热、极端pH 加热、高pH 加热、高pH 螯合剂、透析、加热、金属离子 极端pH、脲、表面活性剂、高温或低温 加热、极端pH、有机溶剂、盐酸胍 流体形变 加热、浓度低
1.3 酶稳定性的基本原理 结构决定功能 欲提高功能稳定性 必需提高酶分子结构稳定性
(1)酶的固定化 (2)酶的化学修饰 (3)改变酶存在的微环境 (4)遗传修饰工程 (5)菌种的选育
酶工程(enzyme engineering)
又称酶工艺，是围绕酶所特有的催化特
性使其在工业、农业、医疗保健事业及
其它各方面发挥作用的应用技术。
其核心问题为酶制剂的生产和应用。
天然酶
克 隆
突变酶基因 获得目的基因
异源表达
（微生物、植物、动物）
元件重组构建 新酶基因 固 定 化 酶 和 细 胞 酶 分 子 的 改 造 及 创 新 酶
(1)习惯单位 在最适条件下，每分钟底物转化的量或生成产物的量 µmol/min。 (2)国际单位 在最适条件下（最适底物浓度、pH等），每分钟转化 1µmol底物或生成1µmol产物所需的酶量为1个国际单 位（1U）。
在最适条件下，每分钟吸光值变化0.01所需的酶量为1U。
在最适条件下（最适底物浓度、pH等），每秒钟能 使1mol底物转化为产物需的酶量为1Kat。 1Kat=6×107U
H2O2=（A555 + 0.0097）÷ 0.0069
1.4酶活力测定
1.4.3 酶活力测定的方法
1.4.3.1 按原理分 Ⅰ. 终止法： 将酶促反应进行一定时间后终止反应。 木瓜蛋白酶
Ⅱ. 动力学法：用仪器检测酶促反应过程中光吸收、
电位、黏度等的变化。 过氧化氢酶
1.4.3 酶活力测定的方法 1.4.3.2按检测手段分 Ⅰ.直接测定法 直接检测底物或产物的变量。 过氧化氢酶 Ⅱ.间接接测定法 将底物或产物转化成稳定可检
直接氧化巯基和吲哚基，导致酶失活。
d.机械力作用
压力导致酶分子聚合、亚基解离； 剪切力产生疏水性气液交界面，导致界面上酶蛋白结构破环；
超声波使溶液产生大量的空泡并迅速膨胀破碎，产生强大的冲
击波、剪切力和自由基，破环酶分子结构。
1.3.2 酶失活的因素和机理
②.化学因素 a.极端pH
相同电荷间的静电斥力引起蛋白肽链伸展，启动破环 氨基酸的化学反应。 引起酶蛋白发生水解； b.氧化剂 活性氧与芳香族族氨基酸、Met、Cys具有极高的 反应性。 c.表面活性剂 主要改变酶分子的正常折叠。
空白：用于消除未知因素产生的本底影响
不加酶、加失活的酶、不加底物 对照：用酶的标准品测得的结果与待测样品比较来进行定量。
作业：
1.假设你所在的单位开发了一酶制剂产品，现需要你拟订一 份 使用说明书，你认为此说明书应该包括哪些内容？
2.某同学采集了2g木瓜乳来提取木瓜蛋白酶，首先在木瓜乳中 加入适量的提取缓冲液，充分研磨后，离心，得到20 mL酶液。 然后取1 mL酶液稀释到40 mL后，从其中取50µL测定酶活性， 35℃反应10min后，在275nm处测定其吸光值为0.5；取1 mL 酶液稀释到5mL后，从其中取50µL测定蛋白含量，室温下反应 5min后，在595nm处测定其吸光值为0.25（蛋白含量计算公式： 蛋白含量（mg/mL）=1.674×A595-0.0354）。请你根据上述 数据计算酶液活力、比活及酶得率。 3.简述酶失活的因素和机理。
考试（笔试)
成绩 期末考试成绩 80% 平时成绩 20%（作业）
第一章 酶学基础知识
酶学是研究酶及其催化反应的科学，其核
心问题是研究酶的结构与功能。
第一章
1.1 概述（自学）
酶学基础知识
1.1.1 酶的概念及特点 1.1.2 酶的组成、结构和催化机理 1.1.3 酶的分类与命名
1.2 酶促反应动力学（自学）
而成特定构像的蛋白质分子，即低聚蛋白中各折叠多肽链在
空间的专一性三维排列。
离子间的盐键
范德华力
二硫键
非 极 性 基 间 疏 水 键 离 子 间 的 盐 键
非极性基间疏水键
脂键
极性基间的氢键
图1-2 蛋白质分子中的化学键
1.3 酶稳定性的基本原理
1.3.1 维持空间结构的作用力 （1）肽键 （2）二硫键 （3）氢键 （4）疏水键 （5）盐键 维持一级结构的基础。 增加了酶分子结构的刚性和有序性。 维持二级结构的基础。 酶分子折叠成空间结构的主要作用力。 对酶分子稳定性作用显著。
1.4.2 酶活力单位
酶的转化数：在单位时间内每一活性中心或每分子酶
所能转化的底物分子数。 比活性：指每毫克酶蛋白所具有的活力单位数。
U/mg蛋白 U/g酶制剂 表示酶制剂纯度 表示酶制剂中的酶活大小 表示液体酶中的酶活大小 表示材料中的酶活大小
U/mL酶液
U/g鲜重或干重
草酸氧化酶降解草酸产生H2O2。某同学取了0.1g水稻幼苗，拟 测定其中草酸氧化酶的活性。首先加入适量缓冲液提取，充分研 磨后，离心分别收集沉淀（0.12g）和上清液（1mL），测定OxO
③生物因素
微生物、蛋白水解酶使酶一级结构肽链断裂。
1.3 酶稳定性的基本原理
表1-2 酶失活机理
失活机理 ⑴聚合 ⑵一级结构改变 失活条件（因素） 加热、变性剂、振动、SDS等
a. 酸碱催化的肽链水解、蛋白酶水解
b.功能基团氧化（Cys的巯基、色氨酸吲哚环） c.二硫键还原及分子间二硫交换 d.必需巯基的化学修饰
1.3.1 酶的化学组成和结构特征
（1）酶的结构特征
一级结构： 组成酶蛋白的氨基酸的种类、数目 和排列顺序。
二级结构：一级结构中相近的氨基酸残基间由氢键的相互作
用而形成的带有螺旋、折 叠、转角、卷曲等结构。 三级结构：在二级结构的基础上进一步进行分子盘曲形成包 括主侧链的专一性三位结构。 四级结构：由两条或两条以上的具有三级结构的多肽链聚合
极端pH、加热、蛋白酶水解
氧气及其代谢产物、辐射 加热、高pH、巯基化合物、二硫化物 金属离子、二硫化物
e.蛋白质磷酸化
f.氨基酸的外消旋化 g.二硫键剪切后形成新氨基酸 h. 天冬酰胺脱氨 ⑶辅酶分子从活性部位解离 ⑷寡聚蛋白解离成亚基 ⑸不可逆构象改变 ⑹流体中的剪切失活 ⑺吸附到容器表面
蛋白激酶
天然酶基因
原料的筛选
原料的培养 分离纯化 酶制剂
自 然 酶
多 酶 反 应 器
酶的固定化、化学修饰
酶学特性分析
应用研究
酶反应器、酶电极等
待分析样品
原料 环境污染物 酶催化 系统
安全排放物 产物 可供参考的数据
目的：高效、经济的利用酶为人类造福。
酶工程内容与学时
酶学基础（第一章，2） 酶的生产（第二章至第五章，14） 酶的改造（第六章至第八章，8） 酶的应用（第九章至第十章，8）
1.3.2 酶失活的因素和机理
d.变性剂
高浓度脲和盐酸胍：与酶的非极性氨基酸具有很强结合能力，通 过影响疏水作用力来改变酶的稳定性。
金属离子螯合剂：与酶的金属辅因子结合，导致酶分子构像改变。
有机溶剂:能与水混溶的有机溶剂可破坏水化层、降低介电常数、
直接结合于蛋白，从而使酶失活。
高浓度盐：ClO4-、SCN-离子能结合于蛋白的带电基团。