1.高效性
酵素反应的高效性是一般无机催化剂的lO的6次方~1016次方倍。通常情况下,在体外想要将蛋白质、脂肪、糖分解成小分子是非常困难的,要经过高温、高压、强酸等条件,但是在人体内,在37℃的温度环境下,几个小时就可以完成对这些物质的分解工作,主要是因为我们的体内有酵素的参与,也反映出了酵素的催化效率有多高。
酵素的催化效率之所以这么高,主要是因为酵素催化反应能降低反应所需的活化能,催化反应的过程中只需要少量能量就能让反应物进入到活化的状态,和非酶催化反应相比,处在活化态的分子数量大量增加,进而加快反应速率。
2.专一性
虽然酵素的种类很多,但是不同种类的酵素的分工也是不同的,它们的分工非常明确。一种酵素只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。酵素有活性中心,活性中心为酵素分子的凹陷或空穴部位,是和酵素受体集合、进行催化反应的部位。催化的过程中,受体或底物分子的一部分就像是一把钥匙,契入特定的活动中心部位的适当位置,即可顺利进行催化反应。每一把钥匙对应着相应的锁,将连接大分子链的锁打开,让大分子断裂成小分子。酵素的专一性预示着只有能进入到活性中心、同时和酵素分子形成中间产物的受体分子才能被酵素作用。反之,不能进入到活性中心,或虽然能进入活性中心但无法和酵素分子形成中间产物的物质则不能被催化。比如,蔗糖酵素不能催化分解果糖和麦芽糖,蛋白质酵素不能催化分解脂肪。酵素的高度专一性对生命活动而言有着重要意义,它使新陈代谢能有条不紊地进行,是酵素比其他催化剂优越的地方。
3.不变性
酵素在生物体内参与每一次反应之后,其本身的性质、数量均不会发生改变。
4.易变性
酵素的本质是蛋白质,而蛋白质容易在一定的因素的影响下发生变性。
温度:和普通的化学反应一样,在正常和适宜的温度范围内,酵素的活性会随着温度的上升而增强,反应速度会加快。一旦温度降低,酵素的活性、反应速度就会迅速下降,有的酵素只要温度下降1℃,其反应速度就会下降50%。低温下的酵素虽然活性降低,甚至没有了催化作用,不过其空间结构并未发生变化,逐渐提升温度,酵素的活性即可逐渐恢复,反应速度也会随着温度的上升而达到高峰。但是,当温度过高的时候,酵素的空间结构就会被破坏掉,使得酵素失活。所以,酵素应当放在低温的环境中保存。酵素的种类不同,最适温度、最低温度、最高温度的范围也是不同的。
不同的酵素在最适温度范围内的活性最强,酵素促反应速度最大,在适宜的温度范围内,温度每上升10℃,酵素促反应速度就会相应提高l~2倍,不同生物体内酵素的最适温度也是不同的。比如动物组织中各种酶的最适温度是37-40%;微生物体内各种酶的最适温度是25~60℃,不过黑曲糖化酶的最适温度是62~64℃;巨大芽孢杆菌、短乳酸杆菌、产气杆菌等体内的葡萄糖异构酶的最适温度是80℃;枯草杆菌的液化型淀粉酶的最适温度是85~94℃。
pH:pH对酵素的活性的影响是比较大的。通常来说,酵素在中性、微酸性或微碱性的环境中活性最佳,适宜pH为5~9;pH低于2或高于ll,酵素就会变性失活,但是有些酵素在强酸或强碱环境中的催化反应反而会变快。人体不同部位的pH差异也是非常大的。
人体正常的血液pH为7.35~7.45,所以血液中的酵素要在弱碱性的环境下发挥其作用;皮肤的pH平均是5.75,正常状况下是4~7,呈弱酸性,所以此处的酵素要在弱酸性的环境下发挥作用;人胃液的pH是0.9~1.5,所以此处的酵素要在强酸性的环境下才能发挥作用;胰蛋白酵素在pH为8.5时活性最佳。
虽然有这么多的差异,但是对于多数酵素而言,在常温、常压、接近中性或弱碱性的内环境中活性更佳。酵素在不适合的酸碱环境中会变质、沉淀。
除了高温、高压、强酸、强碱的影响之外,有机溶剂、重金属盐、紫外线、剧烈震荡等任何会让蛋白质发生变性的理化因素都会让酵素发生变性,导致其丧失活性。
5.多样性
酵素的种类繁多,到目前为止尚未有定数。人体的各个器官和组织都有其特定的代谢酵素。一般认为,肠内细菌合成的酵素约有3000多种,每种都表现出其功能的专一性,所以,有学者推测,人体中有几千种甚至上万种酵素,以及至少含有百兆个酵素粒子,,到目前为止,已发现约4000多种酵素。
6.活性可调节性
细胞中酵素的活性存在多样性,对某种酵素活性的调节主要包括激活剂和抑制剂对酵素活性的调节、共价修饰的活性调节、变构调节等,在代谢途径中酵素的活性调节主要为反馈调节。在某种物质的作用下,酶的催化性会显示出来或者有增强的现象被称为酵素的激活作用、主要激活剂包括:某些矿物质无机离子、蛋白酵素,比如氯离子、镁离子;肠激酵素激活胰蛋白酵素原、胰蛋白酵素激活胰凝乳蛋白酵素原等。
可以引起酵素抑制作用的被称为酵素抑制剂,主要包括各类无机离子、小分子有机物、蛋白质等,以及铅、汞、银等重金属离子,激活剂和抑制剂对酵素的活性调节因酵素种类的不同而不同,无论是在细胞内还是在细胞外,在原核生物还是在真核生物内,其活性均可能受激活剂和抑制剂的调节。比如,为了避免胰蛋白酵素原在胰脏中活化,胰脏内存在一些胰蛋白酵素抑制剂.可以让胰脏里面可能存在的活性胰蛋白酵素受抑制,进而确保在需要的时候在胰脏外的地方进行酵素原的活化。
7.温和性
所谓酵素的温和性就是指酵素一般在比较温和的条件下进行催化反应。纯正的酵素是中性的、温和的,不存在副作用或刺激性。
这其中的主要原因为:酵素的催化反应需要的活化能比较低,在较温和的环境下就已经可以顺利进行催化反应了;酵素是具有催化活性的生物大分子,其稳定性比较差,在激烈的反应条件下通常会导致酵素变性,丧失其催化功能。