1.4酶热失活反应动力学

1.4.1酶的失活机理

蛋白质空间构象的完整性是球蛋白或膜蛋白是否能正常工作的关键，空间构象的破坏会导致蛋白质功能部分或完全丧失。在失活条件下，蛋白质的一级结构不会改变；对于二级结构如α-螺旋和β-折叠，会失去所有规则重复的形状；对于三级结构如氨基酸侧链之间的共价相互作用（如半胱氨酸基团之间的二硫键）、极性氨基酸侧链和周围溶剂之间的非共价偶极-偶极相互作用、非极性氨基酸侧链之间的范德华力（诱导偶极）相互作用都会发生改变，对于四元结构，蛋白质亚单元会被解离或蛋白质亚基的空间排列被破坏[20]。以上变化会让蛋白酶分子从一种有秩序的构象过渡到一种杂乱构象，这种现象就是酶失活或酶变性。如果将去污剂、重金属离子、变性剂、热的作用、β-消除、脱氨基作用、肽链水解、pH改变、氨基酸变化、外消旋化、氧化作用等因素去除，酶的活性有可能恢复[21]。

在弱失活条件下，蛋白质部分变性，肽链保持一定的空间结构；在强失活条件下，蛋白质变性后肽链伸展形成无规则的随机卷曲。变性过程总是伴随着蛋白质的物理化学性质的变化，如图1-2所示。

图1-2酶失活过程示意图Fig.1-2Theinactivationprocessofenzymes

总之，酶的空间结构一旦遭到破坏，活性中心的构象也就随之发生改变，酶因之失活。因此，酶失活实质是酶蛋白分子空间结构的改变或破坏

1.4.2酶失活反应动力学

酶的动力学研究中一般只考虑初始反应速率及可逆反应，但在酶的应用及工艺设计时，酶的失活速率就显得十分重要，特别是在连续流动的酶反应过程中，过程的经济可行性往往取决于酶的使用寿命。在酶失活反应动力学研究中，可以用Arrhenius关系式来描述温度与失活动速率常数之间的关系：

k=k0exp（−Ea/RT）（1-1）许多酶的失活反应在一定温度范围内都服从Arrhenius关系。因此，在lnk−

1/T图上可以获得频率因子k0和失活活化能E