酶与催化

酶的变性(denaturation)

/ dee-NAY-chur-AY-shun /

想想煎一个鸡蛋。透明、流动的蛋清变成了固态的白色,而且不管你怎么冷却它都回不去了。发生的事情是:蛋清中那些被精心引导成工作形状的蛋白质,被热摇散,纠缠成一团新的、毫无用处的乱麻。那种不可逆的散解就是变性,同样的事情也能让一种酶失效。

酶之所以能工作,全在于它那条氨基酸链被折叠成一个精确的三维形状,由许多弱键维系。变性就是这个形状的丧失。热、极端pH、重金属或强烈的化学物质会打断这些弱键,于是蛋白质散开,或者错误地重新折叠。关键在于,氨基酸的化学序列依然完好——没有任何东西被切断——但形状被毁了,活性位点也随之毁了。因此一个变性的酶在催化上已经'死'了,尽管逐个原子来看,它还是'同一个'分子。有时若条件恢复正常,变性是可逆的;但往往像煎蛋一样,是永久的。

变性正是高烧危险的原因(你自己的酶开始失灵),是煮沸或巴氏消毒能杀菌的原因(它摧毁微生物的酶),也是烹饪让食物更易消化的原因(它把蛋白质展开,让消化酶够得着)。一个常见的误解是认为变性'摧毁'了蛋白质链;其实它根本没有切断这条链——它只是让那个曾使链发挥功能的、精心折叠的形状坍塌了。

用柠檬汁让牛奶凝结,或把牛奶煮沸,都会使其中的蛋白质变性——酸或热把它们展开,于是它们抱团结块。这些让牛奶凝结的力量,若施加到一种酶上,也会展开它的活性位点,使它彻底停摆。

变性使折叠的形状坍塌——就像煎蛋一样,往往一去不返。

变性毁的是形状,而不是氨基酸序列——链上没有任何键被打断,但酶已经'死了',因为它的活性位点没有了。

又称
protein denaturation失活变性失活