酶作为生物体内至关重要的催化剂，其活性受到多种因素的调控。了解酶分子的抑制和失活机制以及如何有效地保存酶，对于生物化学和相关领域的研究具有重要意义。

一、酶的本质与分类

酶是由活细胞产生的具有高度特异性和高效催化效能的蛋白质或 RNA。根据其组成成分，酶可分为单纯酶和结合酶。单纯酶仅由蛋白质构成，而结合酶则由酶蛋白和辅助因子组成。辅助因子又分为金属离子（常为辅基，起传递电子作用）和小分子有机化合物（参与传递氢原子、电子或某些化学基团，或起运载体作用）。只有酶蛋白和辅助因子结合成全酶时才具有催化活性。

酶分子通过多肽链的盘曲折叠形成具有三维空间结构的活性中心，该区域可容纳底物并催化底物转化为产物。活性中心的氨基酸残基侧链具有不同功能基团，这些基团在酶的催化过程中起着关键作用。

二、影响酶活性的因素

1.酶和底物的浓度

在底物足量时，酶促反应速率与酶分子浓度成正比。而当酶量固定时，酶促反应速率起初与底物浓度成正比，当所有酶与底物结合达到饱和后，反应速度不再增加。

2.温度

不同生物体的酶具有不同的最适温度。在最适温度范围内，酶活性最强，反应速度最大。然而，当温度过高时，如大部分酶在 60 - 80℃会发生不可逆变性，接近 100℃时催化作用完全丧失。

3.pH

酶在最适 pH 范围内活性最大，偏离最适 pH 会降低酶活性。pH 对酶的影响体现在改变底物和酶分子的带电状态，影响二者结合，以及影响酶的稳定性，过高或过低的 pH 可导致酶不可逆破坏。

4.激活剂

能激活酶的物质包括无机阳离子（如钠离子、钾离子等）、无机阴离子（如氯离子等）和有机化合物（如维生素 C 等）。许多酶只有在特定激活剂存在时才表现出催化活性或强化其催化活性。

5.抑制剂

能减弱、抑制甚至破坏酶活性的物质称为抑制剂。包括重金属离子、CO、硫化氢等多种物质。抑制剂可通过与酶分子上的必需基团反应，导致酶活力下降或丧失，但不破坏整体构象。

三、酶的抑制类型

1.可逆抑制

可逆抑制剂与酶非共价结合，去除抑制剂后酶可恢复活性。包括竞争性抑制（抑制剂与底物竞争酶的活性位点）和非竞争性抑制（抑制剂与酶上不同位点结合，改变酶构象影响其结合底物或催化能力）。

2.不可逆抑制

抑制剂与酶形成牢固的共价键，使酶持久或永久失活。

3.变构抑制

抑制剂与酶活性位点以外的位点结合，引起酶结构构象变化，从而抑制或增强酶的活性。

四、酶的稳定和保存

1.酶的结构与稳定性

酶的结构包括一级结构（由氨基酸通过肽键连接而成的序列，保存过程中氨基酸侧链可能发生转化或被水解酶降解）、二级结构（依靠氢键形成的常见如 α - 螺旋、β - 折叠结构，蛋白质变性与聚集常与二级结构改变有关）

三级结构（多个二级结构在三维空间折叠形成，包含非共价相互作用，决定蛋白质功能）和四级结构（不同亚基排列形成的复合分子结构，并非所有蛋白质都有）。

微环境中物理、化学、热力学性质的改变会影响酶的结构，导致其失去功能，因此维持酶的稳定性就是要降低其分子运动，消除构象转变，使其维持在天然状态。

2.酶的保存方法

甘油：添加 50% v/v 的甘油可避免酶在 - 20℃冰箱中结冰，防止反复冻融。

牛血清白蛋白（BSA）：作为酶的稳定剂，可提高溶液中蛋白质浓度，保护酶免受非特异性吸附和不利环境因素影响，还能结合抑制酶活性的物质，提高某些酶的活性。

EDTA：以约 0.1mmol/L 的浓度添加，用于螯合可能与酶蛋白相互作用或促进氧化的重金属离子。

还原剂：如二硫苏糖醇、β - 巯基乙醇等，可防止蛋白质中氨基酸残基被氧化，优先使用 0.1mmol/L 的二硫苏糖醇，TCEP 也是常用还原剂，在某些条件下更具优势。

盐离子：在某些情况下加入盐以保持一定的离子强度。

去污剂：有时添加低水平的非离子去污剂防止蛋白质聚集或吸附到器材表面。

酶分子的保存主要依靠低温。同时，保存溶液中常添加一些物质来维持酶的稳定性：