酶與催化
影響反應速率的因素(溫度、pH、濃度)
/ ree-AK-shun rayt FAK-torz /
想像一間小廚房在出菜。出盤的快慢取決於幾件事:廚房有多暖、多忙,條件對廚師是否舒適,以及還有多少訂單在等。酵素的反應也類似。它們的速度——反應速率——主要由溫度、pH(酸鹼度)以及在場的酵素和受質的量決定。
溫度:升溫讓分子運動和碰撞得更快,所以在一定程度內速率會上升。但推得太過,熱量就會把酵素搖散,破壞它的形狀(變性),速率隨之驟降。每種酵素都有一個最適溫度——對人體的酵素來說,接近體溫。pH:每種酵素都有一個最適pH,在這裡它的活性部位保持正確的形狀和電荷;偏離太遠(太酸或太鹼),活性就下降,最終使酵素變性。濃度:在酵素充足時,加入更多受質會加快反應——直到每個活性部位都忙起來(飽和),此後再加受質便無濟於事;而(在受質充足時)加入更多酵素,會使速率大致成比例地上升。
這些因素解釋了為什麼你的身體竭力把溫度和pH維持穩定(穩態):酵素只在狹窄的窗口裡表現良好。它們也解釋了一些實際現象——為什麼發燒危險,為什麼胃裡的酵素需要酸而血液中的酵素需要接近中性的條件,以及為什麼冷藏或醃製食物能減慢使食物腐敗的酵素(無論是微生物的還是其他的)。一個常見的誤解是'越熱越快':超過最適點後,越熱意味著活性越低,而不是越高。
胃蛋白酶是你胃裡消化蛋白質的酵素,在大約pH 2——也就是胃裡的強酸環境——下工作得最好。把它移到接近中性的小腸裡,它就停擺,而另一種酵素胰蛋白酶接手,因為胰蛋白酶的最適pH約為8。
每種酵素都有自己最適的溫度和pH;超出那個窗口,它就變慢或停止。
升溫只在最適點之前有幫助;過了這個點,酵素變性,速率急劇下降——而低溫只是讓酵素變慢,並不會破壞它們。
又稱
另見