為什麼酶在低溫下能不失活而在高溫中會失活變性?

高中生物學的,高溫會破壞酶的結構和活性,但低溫不會。


酶作為一種蛋白質是具有一二三四級結構的:
一級結構是肽鏈上氨基酸殘基的排列順序
二級結構是肽鏈主鏈的空間構象
三級結構是在二級結構的基礎上進一步捲曲摺疊形成的結構
四級結構是多條多肽鏈組成蛋白質時,這些多肽鏈(蛋白質亞基)相互形成的空間結構。
其中一級結構由肽鍵維持,二級結構由肽鍵之間的羰基氧-氨基氫的氫鍵維持,三級和四級結構由各種分子間作用力維持(包括氫鍵、疏水作用、靜電作用、范德華力等等)。

顯然,單從鍵能上看,雖然肽鍵(醯胺鍵)的鍵能有上百千焦每摩、非強烈的理化因素不能破壞,但那些分子間作用力就相對很弱,如氫鍵就只有幾個千焦每摩的鍵能,稍微加熱、靠分子自身的熱運動就能將其打斷。一旦這些分子間作用力被破壞,蛋白質的高級結構就也跟著被破壞,而酶的催化活性極度依賴於其高級結構,因此高溫可以破壞酶的催化活性。
而在低溫條件下,分子沒有足夠的能量,蛋白質的結構保持完整,自然是不會變性的。


酶是一種神奇的蛋白質大分子,它是否失活取決於自身的結構是否完整。蛋白質從低到高依次具有一級、二級、三級、四級結構,即使僅僅是第四級結構遭到破壞,酶也依然會失活。低溫和高溫,同樣都是溫度的變化,但這兩種改變對酶的結構影響是不同的。我們在掃描電鏡下觀察到,處於低溫狀態的酶,其結構沒有發生明顯變化,再結合相關化學能的知識可知,只是催化反應的活性降低。而經過高溫處理的酶分子,四級結構已經遭到破壞,失去其本該具有的生物活性。希望可以對你有所幫助!


有低溫導致蛋白變性的例子,不過很少,稱為「冷變性」。
在芬克爾斯泰因和普季岑的《蛋白質物理學概論》第183-184頁有討論。大多數蛋白髮生冷變性的溫度低於0度,因而在實驗中沒法觀察到。


蛋白質在高溫下會變性失活而變質,而酶也是一種蛋白質,溫度高了失活了就不能發揮作用了,而在低溫下,酶的作用只是被延緩了,並沒有失活!


鍵能


其實,是這樣的!

現在營養學主張的是高能量和營養學主張的是高能量和營養素,以控制高熱量食品為宗旨。酶很怕熱,在48℃-115℃就會失去活性,而且現在很多食物都經過高溫烹飪,所以在這過程中的酶就已經完全失去活性了。

人類一天當中,男性需要2000卡熱量,女性需要1600卡熱量,根據此特徵可以把能夠維持人類生理平衡的食物分為四大類。

第一類:乳製品和雞蛋,含有蛋白質、脂質、鈣、維生素A和B?;

第二類:肉類、魚、豆腐和各種製成品,含有蛋白質、脂質、鈣、維生素B?和B?等合成人體筋骨肌肉和血液的物質;

第三類:水果和蔬菜,含有維生素、礦物質和纖維素等,有利於調節體內平衡;

第四類:穀類、砂糖、油脂類,含有糖、脂質、蛋白質,有利於維持體溫恆定,增加體力等等。

我們從外面難以看到食物內究竟含有多少酶,但是像人的個體差異一樣,食物也有很大的個體差異,比如說一個蘋果樹,它生長在什麼樣的環境中以及生存了多長時間等等,這些因素都和酶的含量有直接關係。

而且,酶是我們人體運作的大軍隊,因此缺酶不可!

以上是我從書上理解並摘抄,請不要商業轉載!如果你喜歡,可以關注id:healthzyme 這是我的公眾號


我收集的大鼠的唾液,放在4℃中保存,然後取出測定唾液澱粉酶活性時,酶活性很高,但是後來放在-80℃冰箱中,再取出來測定唾液澱粉酶活性時,結果顯示幾乎沒有酶活性,這是為什麼呀?拜託拜託大家指教指教吧!拜託拜託!


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