阿摩線上測驗
登入
阿摩線上測驗
登入
學習重點 酵素多為蛋白質，具有專一性，催化時不會因反應而逐漸被消耗；葡萄糖氧化酶對 β-D-glucose 的專一性高。 酵素活性受溫度、pH、受質濃度與酵素量影響；升溫或增加受質都不能無限制提高速率。 受質飽和對應最大反應速率 Vmax；起始反應速率描述測量時段，兩者定義不同。 動力學法須恆溫、避開滯後期，並連續定時多點測量，在線性區間由反應速率換算酵素活性。 掌握特定配對：澱粉酶以氯離子活化、氧化失活的 CK 以 N-乙醯半胱胺酸再活化；常見固定化法包括吸附、膠質捕捉及共價鍵結。 核心觀念 一、酵素的本質與受質專一性 大多數酵素的主要成分是蛋白質，少數 RNA 也具有催化能力，不能說酵素以脂質為主要成分。酵素可反覆參與催化，不會像受質一樣因反應而逐漸被消耗；但仍可能因高溫、氧化或其他因素而失活。 專一性來自活性部位對受質結構、化學基團及立體排列的辨識。能參與葡萄糖代謝，不代表直接以游離葡萄糖為受質；能測定葡萄糖，也不代表對 β-D-glucose 的專一性最高。 酵素主要作用對象判斷重點 葡萄糖氧化酶（glucose oxidase）β-D-glucose對 β-D-glucose 具有高度立體專一性，催化氧化反應並產生過氧化氫。 己糖激酶（hexokinase）葡萄糖及其他己糖利用 ATP 使己糖磷酸化，受質範圍較廣。 葡萄糖-6-磷酸去氫酶（G6PD）葡萄糖-6-磷酸直接辨識的是磷酸化葡萄糖，並非游離葡萄糖。 磷酸己糖異構酶葡萄糖-6-磷酸與果糖-6-磷酸催化兩種磷酸己糖的相互轉換。 醛縮酶（aldolase）果糖-1,6-雙磷酸在糖解作用中催化碳鏈切割。 解脂酶／脂肪酶（lipase）三酸甘油酯水解酯鍵，釋出脂肪酸等產物。 其他常見配對包括：澱粉酶作用於澱粉或糖原；過氧化酶利用過氧化氫氧化其他受質；乳酸脫氫酶催化乳酸與丙酮酸的相互轉換。判斷三酸甘油酯的水解酵素時，應選解脂酶。 二、活化劑與 CK 再活化 部分酵素需要金屬離子或其他輔因子才能充分發揮活性，但不是所有酵素都需要金屬離子，活化劑也不一定是金屬陽離子。澱粉酶的重要活化劑是氯離子 Cl⁻；不能因 Zn²⁺、Mn²⁺或 Mg²⁺可協助某些酵素反應，就將它們一概套用於澱粉酶。 肌酸激酶（CK）活性相關的半胱胺酸殘基含有硫氫基（–SH），氧化形成雙硫鍵後可使活性降低。試劑加入N-乙醯半胱胺酸（N-acetylcysteine，NAC），可提供還原作用，使可逆氧化失活的 CK 恢復活性。 蘇胺酸不具這項再活化功能；ATP 參與 CK 催化反應，不能取代保護硫氫基的還原試劑。NADH 雖具有還原能力，但不是此處用來使氧化型 CK 再活化的指定試劑，不能只見到「還原」便選 NADH。 三、溫度與 pH 的影響 多數酵素活性會受pH影響，因為 pH 可改變活性部位與受質的離子化狀態，也可能影響蛋白質構形。各酵素有適合的作用範圍，最適 pH 不一定是中性。 在適當範圍內升溫，通常可加快反應；溫度過高則可能使酵素變性，反而降低活性。因此，「溫度越高，反應一定越快」不成立。臨床酵素活性測定必須控制反應溫度，才能比較結果。 四、受質濃度、酵素量與飽和效應 在酵素量及其他條件固定時，增加受質濃度可提高酵素與受質結合的機會；當活性部位接近被受質占滿，速率便逐漸接近上限。 受質未飽和：增加受質可提高速率，但不一定始終等比例增加。 受質接近飽和：速率接近 Vmax，再增加受質的效果很小。 增加酵素量：在受質濃度維持、其他條件相同且受質未明顯耗盡時，速率隨有效酵素量增加而提高；受質充足時，適合據此測定酵素活性。 概念定義判斷關鍵 起始反應速率 v₀反應初期，受質消耗及產物累積影響很小時的速率。描述測量時段，不保證受質已飽和。 最大反應速率 Vmax固定酵素量下，受質充分飽和時所接近的最大速率。描述受質飽和條件。 在飽和受質下測得的初速可以接近 Vmax，但不能將「受質飽和時的速率」直接定義為起始反應速率。Vmax 是受質濃度與速率的關係，不是反應進行一段時間後必然到達的階段。 五、動力學分析法的測定條件 動力學法又稱速率法，藉由單位時間內的吸光度變化等訊號，換算酵素活性。在規定條件及有效測量範圍內，反應速率與待測酵素活性成正比。CK、AST 等常規酵素檢驗須掌握下列原則： 維持恆溫：避免溫度變動改變速率。 避開滯後期（lag phase）：混合、溫度平衡及偶聯反應建立穩定狀態需要時間，應在規定的滯後期後取值。 連續定時多點測量：由多個時間點確認反應線性，再計算斜率。 選擇穩定線性區間：不能任意選時段，也不應取受質耗盡或反應失去線性後的數據。 AST 的測量重點是滯後期後的線性反應區間，不是混合後立刻取值，也不是等待時間推移至所謂 Vmax。 CK 的常規動力學測定不一定必須使用酵素標準液校正；適當方法可依吸光度變化、吸光係數及反應體積等換算活性。仍須依檢驗系統執行必要的校正與品質管制，不能把「不必一律使用酵素標準液」理解成完全不需品質管理。 六、生物感測器的酵素固定化 固定化是將酵素留置於載體或特定區域，以利穩定使用、分離及重複利用。常見方法包括： 吸附法：利用酵素與載體間的物理作用固定酵素。 膠質捕捉法：將酵素包埋在凝膠網絡中，讓受質及產物進出。 共價鍵結法：使酵素與載體形成共價連結。 單純沉澱法是使酵素由溶液中析出的處理方式，不列入此處與吸附、膠質捕捉、共價鍵結並列的固定化方法。 常考陷阱 「酵素主成分為脂質、催化時逐漸被消耗」：酵素多為蛋白質，可反覆催化；失活與被反應消耗不同。 「所有酵素皆須金屬活化」：只有部分需要，且澱粉酶可由陰離子 Cl⁻ 活化。 「升溫或加受質一定持續加速」：須分別考慮高溫變性與受質飽和。 「起始速率就是最大速率」：前者看測量時段，後者看受質是否充分飽和。 「混合即測、任選時段、等待 Vmax 才測」：應在滯後期後，於線性區間連續定時測量。 「NADH 能還原，所以一定能使 CK 再活化」：此處應辨認 NAC 對硫氫基的保護及再活化作用。 「葡萄糖相關酵素都直接辨識 β-D-glucose」：葡萄糖氧化酶的專一性最高；G6PD 的直接受質是 G6P。 記憶口訣 「β 糖找氧化，三酸找解脂；澱粉氯活化，CK 加 NAC；飽和看最大，初速看時段；恆溫過滯後，連測取線性；吸附、膠捕、共價固定。」