酶催化反应属于无细胞体外催化过程


图:采用纯化酶(a)或细胞提取物(b)进行的无细胞代谢工程
主要包括氧化还原酶、水解酶、转移酶、裂合酶、异构酶和连接酶等六大类酶。
具体应用范围涵盖:
医药研发领域(如药物代谢酶CYP450的抑制动力学研究、靶点酶抑制剂/激活剂的筛选与效能评估);
工业生物技术领域(如洗涤剂用蛋白酶、淀粉酶的活性与稳定性测试,生物催化过程中关键酶的动力学参数优化);
食品安全与诊断领域(如用于检测食品成分或病原体的生物传感器中酶的动力学特性表征);
基础科学研究(如新型酶的功能鉴定与机理探索)。
酶固定化
研纯生物围绕酶催化动力学的关键参数展开,主要包括:
1. 米氏常数与最大反应速率测定:通过测定不同底物浓度下的初始反应速率,利用Lineweaver-Burk图、Eadie-Hofstee图或非线性回归拟合等方法,精确计算米氏常数(Km)和最大反应速率(Vmax),反映酶与底物的亲和力及催化效率上限。
2. 转换数测定:计算每个酶分子在单位时间内催化底物转化为产物的最大分子数(Kcat),是衡量酶固有催化效率的核心指标。
3. 抑制动力学分析:鉴定抑制剂的类型(竞争性、非竞争性、反竞争性、混合型抑制)并测定其抑制常数(Ki),这对于药物毒理学评估和药物设计至关重要。
4. 酶稳定性与变性动力学研究:评估温度、pH等环境因素对酶活性的影响,测定酶的半衰期、最适反应条件及热变性参数。
5. 激活剂效应分析:研究金属离子、辅因子等对酶活性的激活作用及动力学影响。


检测方法
为确保数据的准确性和重现性,第三方检测机构严格遵循国际或国家标准的检测方法,并根据客户需求灵活选择最适方案。常用方法包括:
1. 分光光度法:最经典和广泛应用的方法。通过监测反应过程中底物或产物在特定波长下吸光度的变化(如NADH在340 nm的吸收变化)来实时追踪反应进程。该方法快速、灵敏且易于实现连续监测。
2. 荧光分析法:利用具有荧光的底物或产物进行检测,灵敏度通常高于分光光度法,适用于低浓度酶或底物的反应体系。
3. 色谱法:如高效液相色谱法,通过分离并定量反应混合物中的底物和产物,适用于那些反应物没有明显光学性质变化的反应,结果准确可靠。
4. 电化学法:适用于产生或消耗电流物质的反应,如氧化还原酶催化的反应。
研纯生物所有实验均设立严格的对照(如空白对照、阳性对照),并确保反应处于初速度阶段,以符合米氏方程的假设条件。
