四 固定化酶的性质

固定化常常是一种化学修饰，酶本身的结 构受影响。 酶固定化后.其催化作用由均相移到异相， 由此带来的扩散限制效应、空间障碍、载 体性质造成的分配效应等因素必然对酶的 性质产生影响。

空间障碍

扩散限制

浓度梯度

分配效应分配定律 描述溶质在两个互不相溶的液相中的分配的 定律。在一定温度和压力下，如果一种物 质溶解在两个同时存在的互不混溶的液体 中，达到平衡后，该物质在两相中的浓度 比等于常数：

(一)固定化后酶活力的变化

多数情况下比天然酶小，其专一性也能发 生改变。例如，用羧甲基纤维素作载体固定的胰蛋白酶，对 高分子底物酪蛋白只显示原酶活力的30%,而对 低分子底物苯酞精氨酸-对硝基酰替苯胺的活力保 持80%。所以，一般认为高分子底物受到空

间位阻的影响比低分子底物大。

酶活低的可能原因

酶分子在固定化过程中，空间构象会有所 变化，甚至影响了活性中心的氨基酸 固定化后，酶分子空间自由度受到限制 (空间位阻),会直接影响到活性中心对底 物的定位作用 内扩散阻力使底物分子与活性中心的接近 受阻 包埋时酶被高分子物质半透膜包围，大分 子底物不能透过膜与酶接近。

酶活反而高的原因

可能是偶联过 程中酶得到化 学修饰.或固 定化过程提高 了酶的稳定性。

(二)固定化对酶稳定性的影响 稳定性 实际30 25 20 15 10 5 0 提高 不变 降低 12 8 固定化酶数 30

应用

大多数情况下酶经过 固定化后其稳定性都 有所增加。Merlose选择50种固定化 酶测试稳定性

稳定性提高方面:

热稳定性提高 保存稳定性好 对蛋白酶的抵抗性提高,不易被蛋白酶水解 对变性剂的耐受性提高,可耐受尿素、有机 溶剂和盐酸胍等蛋白质性剂的作用。 对不同pH稳定性提高

A 热稳定性

B有机试剂及酶抑制剂的稳定性提高

提高固定化酶对各种有机溶剂的稳定性， 使本来不能在有机溶剂中进行的酶反应成 为可能。固定化酶在有机合成中应用会进 一步发展。

C pH稳定性

青霉素酰化酶在不同pH的缓冲液中.于 37℃保温16h测定酶活力固定化酶 在pH 5.510.3活力 稳定；游 离酶则仅 在pH7.09.0稳定。 固定化酶 的pH稳定 性明显优 于游离酶。

固定化后酶稳定性提高的可能原因

固定化后酶分子与载体多点连接.可防止 酶分子伸展变形。 酶活力的缓慢释放。 抑制酶的自降解。将酶与固态载体结合， 由于酶失去了分子间相互作用的机会，从 而抑制了降解。

(三)固定化酶的最适温度变化

酶反应的最适温

度是酶热稳定性与反应速度的综 合结果。 固定化后，酶热稳定性提高，最适温度随之提高。 例如，汤亚杰等以交联法用壳聚糖固定胰蛋白酶 最适温度为80℃,比固定化前提高了30℃。 固定化后也可能降低 固定化的最适温度受固定化方法和固定化载体的 影响。

(四)固定化酶的最适pH变化1、固定化后最 适pH升高了 2、pH稳定性增强

最适pH偏移的原因

载体带电荷影响酶所在微环境