水产动物消化酶特性的研究及其应用

中国水产门户网报道消化酶是目前应用最广泛的一类酶，在消化酶催化作用下，糖类转变为单糖，脂肪转变为甘油和脂肪酸，蛋白质转变为氨基酸。对水产动物消化酶特性的研究，有利于掌握水产动物对营养物质的消化吸收能力，同时对于水产动物养殖过程中饵料的应用亦具有重要意义。

    1．1高效性消化酶与底物结合后很可能发生形变、扭曲，使其几何和静电结构更接近于过渡态，降低了反应的活化能，使反应速度大幅度增加。消化酶催化的高效性是通过多种催化机制来完成的，如酸碱催化、共价催化、多元催化、金属离子催化、邻近效应及定向效应、变形或张力等。例如糜蛋白酶与乙酸对硝基苯酯以共价形式结合为乙酰糜蛋白酶的复合中间物，从而加速生成硝基苯酚；胰凝乳蛋白酶中的ser一195作为亲核基团进行亲核反应，而his一57侧链基团则起碱催化作用来协同加速酶的催化反应；许多酶在表现活性时需要存在金属离子，它们可参与酶的活性中心，也可作为辅酶的一个组分，如羧肽酶a在催

    化反应进行时就需要锌离子存在。’

    1．2底物专一性一种酶只能分解或转化一种或一类底物，这对于保证生物体内化学反应的有序进行具有重要作用。消化酶的底物专一性大致分为两类：一类为结构专一性，根据其严格程度的不同，又可分为绝对专一性和相对专一性，前者只作用于一种底物；后者可作用于一类结构相似的物质。例如，二肽酶可以水解由任何两种氨基酸组成的二肽；葡萄糖淀粉酶具有键专一性，即只能水解α-1，4糖苷键，但又具有底物的相对专一性，它能水解不同链长的多种底物。第二类是立体异构专一性，又可分为旋光异构专一性和几何异构专一性。前者是指酶只作用于旋光异构体中的一种，而后者是指酶只作用于底物几何异构体中的一种。如α-淀粉酶只能水解淀粉中α-1，4一糖苷键，不能水解纤维素中的b一1，4一糖苷键。

    酶活性的调节是酶作为生物催化剂区别于非生物催化剂的重要标志，也是生物体内物质代谢的重要调节方式。酶活性是受多方面因素调节和控制的，主要有以下几种方式：酶浓度的调节、激素调节、限制性蛋白水解作用、抑制剂和激活剂的调节、反馈调节、变构调节与共价修饰调节等等。例如，在鱼类繁殖期间，鱼类肾上腺素、去甲肾上腺素等分泌增加，作用于脂肪细胞膜表面受体，使甘油三酯脂肪酶活化，脂肪酸生成速率增加。胰蛋白酶原通过限制性蛋白水解作用，在小肠内被其他蛋白水解酶限制性地切去一个六肽，活化成为具有活性的胰蛋白酶。胰蛋白酶若遇到其抑制剂抑肽酶，其酶活力就会下降。同时，胰蛋白酶本身也可以作为激活剂，它可以将无活性的胰凝乳蛋白酶原激活成有活性的α一胰凝乳蛋白酶；肠道中的蔗糖酶可受钠离子激活。

    3．1ph值酶反应都是在一定ph条件下进行。ph对消化酶的影响主要有两方面：一是直接或间接影响酶的催化活性，ph可改变酶的活性中心或与之有关基团的解离状态，从而影响底物与消化酶的结合；二是影响酶的稳定性，酶都有一定的酸碱稳定性范围，超过范围可使酶蛋白构象改变，使消化酶变性失活。大多数研究表明，水产动物胃蛋白酶的最适ph值一般在2-3，在中性以及偏碱性环境下失活；肠蛋白酶的最适ph值大部分在6．5～9．5，多为微碱性；胰蛋白酶最适ph值大多为7．0～8．7，呈中性或弱碱性；脂肪酶在ph值为7．0～8．0，较稳定，ph值低于7．0或高于8．0，脂肪酶活力极低。

    3．2温度温度对消化酶的影响也有两方面：一是温度对酶蛋白稳定性的影响，即随着温度升高，酶活力由逐渐升高到逐渐降低直至变性失活；二是温度对消化酶酶反应速度的影响，其中可能包括消化酶和底物的结合，影响到最大反应速度，影响消化酶与抑制剂、激活剂和辅酶的结合等。因此，在某个温度时，酶促反应速度可达到最大，该温度即为酶的最适温度。酶在1h内，丧失一半活力的温度叫作临界失效温度，超过此温度酶失效极快。酶反应的温度系数是酶的一个特性值，是温度升高10度时酶反应速度增加的因素。这都是衡量酶对热稳定性的指标。乔秀亭等（1999）测得乌鳢胃蛋白酶和肠道蛋白酶在10～30℃随温度升高酶活性逐渐增强，30℃达到最大值，30℃以后酶活性急剧下降；肝胰脏蛋白酶在25℃达到最大值。桂远明等（1993）研究得出草鱼、鲤鱼、鲢鱼、鳙鱼肝胰脏和肠蛋白酶的临界失效温度为54～61qc，淀粉酶临界失效温度为50℃左右，脂肪酶临界失效温度为40℃左右，表明了鱼类消化酶容易受热失去活性。


南方渔网编辑：陈如燕