超声波和微波作用对酶的影响研究进展

超声波与微波对酶有显著影响

超声波是物质介质中的一种弹性机械波近年来，超声波在高分子的降解和聚合、有机合成提取和分离、雾化结晶、干燥等许多方面得到广泛研究和应用。本文将介绍超声波对酶反应影响的研究进恳

2超声波对酶反应的影响

2 1超声波声功率大小不同，作用效果也不no用超声波提取细胞内酶的研究由来已久。1957年MarrA.G等和1969年Zetela-ki K等先后对超声波破壁提取葡萄糖氧化酶(EC1. 1. 3 .4)进行了研究，其中后者用声功率100W的超声破碎机，结果导致了酶失活1982年Yoshio等用温和的超声处理条件，频率20kHz声功率15w，连续处理15小时，提高了酶产率，而并未发现葡萄糖氧化酶的失活，他们把原因归于较低的超声波声活力足够高的条件下，以温和的超声波条件应用于胞内酶的连续生产[1]。与此类似，用20开kHz 10W的超声波作用于脆壁克鲁弗氏酵母生产菊糖酶，当声功率小于10W时，产酶活力随声功率而增大，当功率大于10W时，产酶活力下降，这是由于较弱的超声波对细胞产生的破坏很少，主要起促进可逆渗透、加强细胞的物质传输的作用，而强的超声波的空化作用使细胞破碎，酶活降低[2]

22用超声波处理时，固定化酶的适应性强，酶失活少。用频率0 88kHZ声强0.05-1w/αn2的超声波，对肌酸激酶、乳酸盐脱氢酶己糖激酶丙酮酸盐激酶所催化的反应进行多次不同条件的试验，对反应速率均没有明显的直接影响。但将酶固定化以后，超声波处理使固定化酶反应速率明显增加，该研究者认为，这种增加是由于超声波的高频振荡作用，使底物和固定化酶的接触次数大大增加，同时产物的释放也加快，从而使反应速率增加[4]。以20-40kHz，10-100W的超声波作用于固定化糖化酶水解淀粉的反应，反应效率提高2倍以上

[5].以酪阮作底物，用20kH z的超声波处理固定于琼脂胶上的a-胰凝乳阮酶，可使其活性提高2倍。用7MH z超声波作用于固定在多孔聚苯乙烯上的a-淀粉酶，固定化酶活力也有提高【3】

2 3许多研究表明，在有机溶剂中，一些酶的抗失活能力增强【6,4】。例如，枯草杆菌蛋白酶在50mM, PH 7. 8的磷酸缓冲液中，以波长2~ 10μm,声功率150W的超声波处理2小时，酶活约下降50%，而在含该缓冲液1%的t-戎醇中，超声处理6小时，酶活几乎没有损失在几种不同的醇溶液中，超声波对枯草杆菌蛋白酶催化的内醋化反应的反应速率均有不同程度的提高。醇的碳链越长，反应速率提高越多。超声波的影响取决于超声波长(频率沐反应介质中水的含量及介质的疏水性超声波连续处理比只用超声波预处理酶效果更好【6】。再如，在蛋白酶催化合成多肤的反应中，以100W, 38kH z的超声波作用于反应，介质是缓冲水溶液时，超声波对反应没有促进;当用有机溶剂时，介质的亲水性越强，则对反应的促进较小，介质的疏水性越强，则超声波对反应的促进越大同时，有许多研究表明，少量的水存在于有机溶剂介质中，对酶有保护作用【7】 2 4底物浓度对超声波作用也有影响。于淑娟等[8]研究了在无底物和有底物时，超声波对纤维素酶的作用。分别以20kH z，40W,45W,60W,90W的超声波作用于无底物的商品纤维素酶(用柠檬酸钠缓冲液配制成1%溶液)，在规定温度下作用5分钟后，酶活力分别降低7.5%、15.1%、26.5%、50.6%。如果酶与底物混合后再加超声波作用，在一定条件下，酶活力有一定程度的提高。当超声功

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