酶与催化

影响反应速率的因素(温度、pH、浓度)

/ ree-AK-shun rayt FAK-torz /

想象一间小厨房在出菜。出盘的快慢取决于几件事:厨房有多暖、多忙,条件对厨师是否舒适,以及还有多少订单在等。酶的反应也类似。它们的速度——反应速率——主要由温度、pH(酸碱度)以及在场的酶和底物的量决定。

温度:升温让分子运动和碰撞得更快,所以在一定程度内速率会上升。但推得太过,热量就会把酶摇散,破坏它的形状(变性),速率随之骤降。每种酶都有一个最适温度——对人体的酶来说,接近体温。pH:每种酶都有一个最适pH,在这里它的活性位点保持正确的形状和电荷;偏离太远(太酸或太碱),活性就下降,最终使酶变性。浓度:在酶充足时,加入更多底物会加快反应——直到每个活性位点都忙起来(饱和),此后再加底物便无济于事;而(在底物充足时)加入更多酶,会使速率大致成比例地上升。

这些因素解释了为什么你的身体竭力把温度和pH维持稳定(稳态):酶只在狭窄的窗口里表现良好。它们也解释了一些实际现象——为什么发烧危险,为什么胃里的酶需要酸而血液中的酶需要接近中性的条件,以及为什么冷藏或腌制食物能减慢使食物腐败的酶(无论是微生物的还是其他的)。一个常见的误解是'越热越快':超过最适点后,越热意味着活性越低,而不是越高。

胃蛋白酶是你胃里消化蛋白质的酶,在大约pH 2——也就是胃里的强酸环境——下工作得最好。把它移到接近中性的小肠里,它就停摆,而另一种酶胰蛋白酶接手,因为胰蛋白酶的最适pH约为8。

每种酶都有自己最适的温度和pH;超出那个窗口,它就变慢或停止。

升温只在最适点之前有帮助;过了这个点,酶变性,速率急剧下降——而低温只是让酶变慢,并不会破坏它们。

又称
enzyme activity factors酶活性影响因素