水的重要性:水是酶分子的“润滑剂”。
[ ] 必需水:
水是酶催化反应的必需条件,维持分子完整的空间构象所必需的最低水量称为“必需水” (essential water)。
各酶必需水含量不一,通常<1%,如猪胰脂肪酶(催化三丁酸甘油酯)为0.95%。
[ ] 必需水维持酶的催化活性
必需水在酶反应中并非直接参与者,只起维持酶活性构象作用。
含水量过低时,酶构象过于“刚性”而影响或失去催化活性;
无水条件下,酶分子表面的带电基团和极性基团会因相互作用而形成“锁定”的失活构象,即:有机溶剂的低介电常数往往会导致蛋白质带电基团之间更强的静电作用,使酶的“刚性”更强;
含水量过高,酶结构的柔韧性过大,会引起酶结构改变而失活。
酶活最大时——蛋白质结构的动力学刚性和热力学稳定性(柔性)之间达到最佳平衡点
有机介质中水含量与反应速率的关系
最适水含量随着溶剂极性的增加而增加
反应体系的最适水含量与酶的种类、有机溶剂的种类等变化而有所差别。