L生物酶的特性及作用機理
1.1生物酶的結構和特性
生物酶是壹種具有催化功能的蛋白質。像其他蛋白質壹樣,酶分子由長氨基酸鏈組成。鏈的壹部分是螺旋的,另壹部分是折疊的片狀結構,這兩部分由未折疊的氨基酸鏈連接,使得整個酶分子成為特定的三維結構。生物酶產生於生物體內,具有特殊的催化功能,其特點如下:高效:以酶為催化劑,酶的催化效率是壹般無機催化劑的65438+。
專壹性:壹種酶只能催化壹類物質的化學反應,即壹種酶只能促進特定的化合物、特定的化學鍵和特定的化學變化。
反應條件低:酶促反應可以在溫和的常溫常壓下進行,不像普通催化劑需要高溫高壓強酸強堿。
可變性和失活:在紫外線、熱、射線、表面活性劑、金屬鹽、強酸、強堿以及氧化劑、還原劑等其他化學試劑的影響下,酶蛋白的二級和三級結構發生了變化。因此,在大規模生產中,如果條件允許,酶可以循環使用。
能降低生化反應的活化能:酶作為催化劑,能提高化學反應的速率,主要是因為它降低了反應的活化能,使反應更容易進行。而且酶在反應前後理論上不消耗,可以循環使用。
1.2生物酶的作用機理
酶蛋白與其他蛋白質的區別在於所有的酶都有活性中心。酶可以分為四種結構:第壹種結構是氨基酸的排列順序;二級結構是肽鏈的平面空間構象;三級結構是肽鏈的三維構象;四級結構是肽鏈通過非* *價鍵相互結合形成壹個完整的蛋白質分子。真正起決定作用的是酶的壹級結構,它的變化會改變酶的性質(失活或變性)。酶的作用機制被Koshland的“誘導契合”理論所認識,其主要內容是當底物與酶的活性位點結合時,酶的構象發生變化。催化基團的正確取向對催化是必要的。
2.染整工業用生物酶的種類
生物酶技術在染整加工中的應用主要有兩個方面:(1)天然纖維織物的前處理,利用生物酶去除纖維或織物中的雜質,從而為後續的染整加工創造條件;(2)織物的後整理,利用生物酶去除纖維表面的絨毛或減少纖維重量,以改善織物的外觀、手感和風格。目前應用的生物酶主要有以下幾種。
2.1果膠酶
果膠酶主要由果膠裂解酶、多聚半乳糖醛酸酶、果膠裂解酶和果膠酯酶組成。果膠酶是高度酯化的聚半乳糖醛酸。果膠酶作用於果膠時,果膠裂解酶、多聚半乳糖醛酸酶和果膠裂解酶直接作用於果膠聚合物分子鏈內部的糖鍵,而果膠酯酶水解多聚半乳糖醛酸酶,為多聚半乳糖醛酸酶和果膠裂解酶創造更多的位置。
2.2脂肪酶
脂肪酶能將脂肪水解成甘油和脂肪酸,脂肪酸被B進壹步氧化,壹次除去壹個C2物質,生成乙酰輔酶a(N-環己基辛胺),在TCA(三羧酸)環完全氧化或在乙醛酸環合成糖。
2.3蛋白酶
微生物分泌的蛋白酶因菌株而異。比如枯草芽孢桿菌分泌明膠酶和酪蛋白酶,可以水解明膠和酪蛋白。費氏鏈黴菌分泌角蛋白酶,可水解動物毛發、角、蹄的角蛋白。蛋白質被蛋白酶分解成肽,再被肽酶水解成氨基酸。
2.4纖維素酶
纖維素酶是壹個多組分的酶系統,紡織工業中使用的大部分纖維素酶都是由木黴屬真菌制成的。纖維素酶中的纖維素二糖水解酶也叫外切纖維素酶,由CHB I和CHB II兩種酶組成,而內切葡聚糖酶也叫內切纖維素酶,由至少五種纖維素酶組成(如I,如II,如HI,如IV,如V)。另外還有65438。