葡萄糖氧化酶解析课件.ppt

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1、第九章葡萄糖氧化酶（GOD）GlucoseOxidase，简称GOD，β-D-葡萄糖：氧氧化还原酶；EC1.1.3.4）是一种需氧脱氢酶，能专一地氧化β-D-葡萄糖成为葡萄糖酸内酯。1928年由Muller首先从黑曲霉（Aspergillusniger）的无细胞提取液中发现葡萄糖氧化酶。随后有人分别从青霉（P.Variable）和黑曲霉中提纯葡萄糖氧化酶。其他霉菌，象米曲霉和点青霉也能产生葡萄糖氧化酶，然而在高等植物和动物体内还没有发现葡萄糖氧化酶。一、葡萄糖氧化酶催化的反应葡萄糖氧化酶的催化反应，按条件不同有如下三种形式：在没有过氧化氢酶存在

2、下，每分子葡萄糖氧化酶氧化时消耗1分子氧。C6H12O6+O2+H2O→C6H12O7+H2O2在有过氧化氢酶存在下，每分子葡萄糖氧化酶氧化时消耗1原子氧。C6H12O6+1/2O2→C6H12O7在有乙醇和过氧化氢酶存在下，过氧化氢同时被用于乙醇的氧化作用，此时，每分子葡萄糖氧化酶氧化时消耗1分子氧。C6H12O6+C2H5OH+O2→C6H12O7+CH3CHO+H2O二、葡萄糖氧化酶的催化特异性葡萄糖氧化酶对β-D-吡喃葡萄糖表现出高度的专一性。葡萄糖氧化酶底物分子C1上的羟基在酶的催化作用中起到重要作用，且羟基处在β-位时酶的活力比处在

3、α-位时高约160倍。底物分子中的任何一点改变都会显著降低其氧化速率。葡萄糖氧化酶的底物特异性葡萄糖改性的位置化合物同β-D-葡萄糖的差别相对酶活β-D-葡萄糖1001α-D-葡萄糖C1上OH的构型0.6411,5-脱水-D-葡萄糖醇C1上OH被H取代022-脱氧-D-葡萄糖C2上OH被H取代3.32D-甘露糖C2上OH的构型0.9822-O-甲基-D-葡萄糖C2上OH的H被甲基取代033-脱氧-D-葡萄糖C3上OH被H取代14D-半乳糖C4上OH的构型0.544-脱氧-D-葡萄糖C4上OH被H取代255-脱氧-D-葡萄糖C5上OH被H取代0.

4、055L-葡萄糖C5上CH2OH的构型066-脱氧-D-葡萄糖C6上OH被H取代06木糖C6被H取代0.98三、葡萄糖氧化酶的分子组成及其作用机制葡萄糖氧化酶以黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）为辅基，来源不同，其分子量亦有所差别。目前葡萄糖氧化酶的工业酶制剂主要来源于黑曲霉，因此黑曲霉葡萄糖氧化酶是这类酶中研究得最为彻底的一种。黑曲霉葡萄糖氧化酶分子量为160000左右。实验数据证明，葡萄糖氧化酶催化的反应的速度同时取决于O2和葡萄糖的浓度，反应遵循乒乓机理，可以用下面的图表来表示：图中G和L分别代表β-D-葡萄糖和δ-D-葡萄糖酸内酯。也可以用下

5、式描述葡萄糖氧化酶催化的反应：反应中，氧化态酶EFAD作为脱氢酶从β-D-葡萄糖分子中取走两个氢原子形成还原态酶EFADH2和δ-D-葡萄糖酸内酯，随后δ-D-葡萄糖酸内酯非酶水解成D-葡萄糖酸，同时还原态葡萄糖氧化酶被分子氧再氧化成氧化态葡萄糖氧化酶。如果反应体系中存在过氧化氢酶，那么H2O2被催化分解成H2O和O2。四、温度对葡萄糖氧化酶作用的影响葡萄糖氧化酶催化反应需要氧的参与，反应温度改变将导致反应体系中氧的浓度发生改变，从而影响酶活性。温度升高时，反应体系中氧的溶解度下降，这就抵消了温度升高对酶反应速度的影响。①葡萄糖氧化酶催化的反应

6、具有较低的Q10；②在一定温度范围内（30～60℃），温度变化对葡萄糖氧化酶活力的影响不显著。五、pH对葡萄糖氧化酶作用的影响葡萄糖氧化酶的活性在pH4.5～pH7.0之间保持良好的稳定性。pH大于7.0或小于4.5酶将迅速失活。酶的底物起着稳定酶的作用，例如，在pH8.1和不存在葡萄糖的条件下，10分钟内酶活力损失90%；而在相同pH和存在葡萄糖的条件下，40分钟内酶活力仅损失20%。在实际工作中的特定环境下，低pH时也可以使用葡萄糖氧化酶。例如，30℃时的霉菌葡萄糖氧化酶制剂在pH2.6条件下的可乐饮料和pH3.2的葡萄饮料中仍具有较高的稳

7、定性。尽管在该环境下葡萄糖氧化酶的反应速度较慢，但它仍能起到催化作用。六、葡萄糖氧化酶的抑制剂葡萄糖氧化酶的抑制剂为Hg2+、Ag+、对氯代汞基苯甲酸、苯基脲乙酯及肼、苯肼、亚硫酸钠、双甲酮等巯基螯合剂。腺嘌呤二核苷酸（FAD）对其结构有稳定作用。甘露糖、果糖以及D-阿拉伯糖对葡萄糖氧化酶有比较明显的竞争性抑制作用，因此不宜与其共同使用。氰化物和一氧化碳对酶没有抑制作用。七、葡萄糖氧化酶测定原理氧存在情况下，葡萄糖氧化酶催化葡萄糖的氧化反应，形成D-葡萄糖酸，反应时吸收了氧，释放出过氧化氢，加过氧化氢酶后分解过氧化氢，产生的氧又将邻联二茴香胺氧

8、化，变成一种棕色物质，在436nm下有最大吸收，与酶活性成正比。根据吸光度和标准值可计算出酶的活力。八、葡萄糖氧化酶在食品加工中的应用葡萄糖氧化酶的作