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淀粉酶对麦芽糖和蔗糖的作用及酶的专一性

发布:多吉利        来源:www.duojili.cn  

淀粉酶对麦芽糖和蔗糖的作用及酶的专一性

  作为生物体内的催化剂,酶具有高效性、专一性以及易受温度和pH的影响等特点,教材中针对以上的特点安排了相关实验加以验证。其中“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”的实验显示:淀粉酶只能催化淀粉的水解,而对蔗糖不起作用,说明“酶的催化作用具有专一性”的特点。而在高三选修课本中,从“探索温度对淀粉酶活性的影响”的实验原理中我们知道。淀粉酶能催化淀粉水解为麦芽糖和葡萄糖。

  既然麦芽糖和蔗糖同属于二糖,那为什么淀粉酶对蔗糖不起作用,却能把淀粉水解为麦芽糖,又进而水解麦芽糖为葡萄糖呢?这与酶的专一性是否矛盾呢?

  首先,麦芽糖和蔗糖同属于二糖,但是它们的结构是有差别的。麦芽糖是由两分子的葡萄糖通过a-1,4糖苷键连接而成。而淀粉有两类,即直链淀粉和枝链淀粉,直链淀粉是由约250 一300个葡萄糖分子以a一1,4糖苷键缩合而成;枝链淀粉中葡萄糖分子除了主要以a一1,4糖苷键连接外,还有5% 一6%存在于分支点处的a一1,6糖苷键。即在枝链淀粉中也以a一1,4糖苷键为主。也就是说,在麦芽糖和淀粉结构的主要部分,葡萄糖之间的连接方式是一样的;而蔗糖则是由a—D一葡萄糖和β—D一果糖各一个分子按照“a、β(1—2)键型”缩合失水形成的,与a一1,4糖苷键是有差别的。

  其次,应注意到酶的专一性的含义,即“每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应”。酶的专一性分为两种类型。即结构专一性和立体异构专一性。结构专一性又分为绝对专一性和相对专一性。绝对专一性是酶对底物的要求非常严格。只作用于一个底物。而不作用于其他任何物质,如麦芽糖酶只作用于麦芽糖,而不作用于其他的双糖;相对专一性对底物的要求比绝对专一性要低一些 它的作用对象不只是一种,其中有一些酶作用于底物时,对键两端的基团要求的程度不同,对其中一个基团要求严格,对另一个要求则不严格,这种相对专一性又称为基团专一性。例如a—D一葡萄糖苷酶不但要求a一糖苷链,还要求a-一糖苷链的一端要有葡萄糖残基。而对键另一端是什么基团则要求不严格,因此它可以催化含有a一葡萄糖苷的蔗糖和麦芽糖的水解,但不能催化含有β一葡萄糖苷的纤维二糖的水解;另有一些酶,只要求作用于定的化学键,而对键两端的基团并无严格的要求,这种专一性是另一种相对专一性,即键专一性。例如酯酶催化酯键的水解,而不要求酯键的两端是什么基团。

  第三,再来看淀粉酶的作用。淀粉酶有两种,即a淀粉酶和B一淀粉酶,a一淀粉酶是内切淀粉酶,其作用的部位是直链或枝链淀粉的a一1,4糖苷键,作用的方式是无规则方式。任意切。可以把直链淀粉切成麦芽糖的形式,也可以直接从直链淀粉上切下葡萄糖。对于枝链淀粉,a-淀粉酶可以把它水解为葡萄糖、麦芽糖和a一极限糊精(仍然由许多分子的葡萄糖构成的物质);而B一淀粉酶是外切酶,也是作用于直链或枝链淀粉的a一1。4糖苷键,从淀粉的末端每次切下一个麦芽糖单位.

  因此,其产物是麦芽糖和极限糊精。而麦芽糖可以再进一步由麦芽糖酶水解为葡萄糖。

可见,由于淀粉酶作用于a一1,4糖苷键。而对a、p(1—2)键不起作用。因此不能水解按照“a、β(1---*2)键型”缩合失水形成的蔗糖。而能把通过a一1。4糖苷键形成的淀粉、麦芽糖或糊精水解掉。这是酶的键的专性。因此淀粉酶能水解麦芽糖与酶的专一性是不矛盾的。

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