Жизненные процессы и гидростатическое давление - Крисс А.Е.
Скачать (прямая ссылка):
в 25 раз. Еще больший эффект наблюдался под давлением 500-700 атм,
которое было оптимальным, поскольку дальнейшее повышение давления
приводило к уменьшению активности пирофосфатазы. Однако при 1500 атм
активность фермента все же была в два раза выше, чем при атмосферном
давлении.
Нагрев до 105° при 1 атм полностью инактивировал пиро-фосфатазу, тогда
как активность ее сохранялась почти на одном уровне в ряду величин
давления 500-1500 атм; только начиная с 1700 атм, давление уже не
препятствовало температурной денатурации фермента (рис. 37).
Амилаза
В панкреатическом соке амилаза, находясь под давлением
13 500 атм в течение 30 мин., не теряла активность, а при 15 500 атм ее
активность падала на 66% (Macheboeuf, Basset, 1934), тогда как давление
1500 атм продолжительностью 20 мин. активирующим образом влияло на
процесс гидролиза крахмала амилазой Мерка (Benthaus, 1942). Такое же
действие этого давления наблюдалось в опытах с панкреатическим соком при
экспозиции 3 часа 45 мин.: процент разложенного крахмала был выше, чем в
параллельных опытах, в условиях атмосферного давления. Менее отчетливые
результаты были получены в опытах со слюной. В одном из восьми опытов под
давлением 1500 атм отсутствовало различие с контролем, в двух - давление
ингибировало процесс гидролиза крахмала и в пяти опытах процесс
активировался.
Амилаза слюны инактивировалась в значительной степени при температуре
60° в условиях атмосферного давления. Однако под давлением 6000 ф/д2
продолжительностью 20 мин. этот температурный режим не препятствовал
увеличению активности амилазы на 125% (рис. 38). При 11° повышенное
давление не оказывало заметного действия на фермент, а при 25° давление
5000 и 6000 ф/д2 несколько угнетало активность амилазы (Schneyer, 1952).
По данным Talwar, Barbu, Basset et Macheboeuf (1951), Tal-war,
Macheboeuf et Basset (1954), относительно низкое давление (ниже 2000 атм)
при pH 7,0 ускоряло гидролиз крахмала амилазой. Давление свыше 2000 атм
снижало скорость ферментативной реакции, полное ингибирование действия
амилазы происходило под давлением порядка 8000 атм.
Авторы указывают, что pH смеси крахмал + амилаза играет важную роль:
чем меньше pH, тем ниже величина давления, которая вызывает ускорение
реакции гидролиза. Степень денату-
рации фермента под высоким давлением также зависит от pH. 100% амилазы
инактивировалось в условиях давления 6000 атм при pH 4,9; 72% -при pH 5,9
и только 8% денатурировалось при pH 8,0.
Амилаза из культуры Bacillus subtilis была более устойчива к давлению
от 1 до 1000 атм при pH 6,0, чем при pH 8,2. В морской воде при pH 8,2
этот фермент оказался более устойчивым при атмосферном давлении, чем под
давлением 1000 атм (ZoBell, Kim, 1972).
Некоторые кинетические аспекты интактивации а-амилазы Aspergillus
oryzae рассмотрены в работе Miyagawa a. Suzuki (1964). Изменение
концентрации фермента в пределах 0,006-0,025 мг N на 1 мл не оказывало
влияния на процесс инактивации его при pH 5,5, температуре 30° и давлении
8000 атм в течение 5 мин. Незначительный эффект наблюдался лишь при более
низких концентрациях энзима, он оказался более устойчивым к
инактивирующему действию высокого давления.
Серия опытов была направлена на выяснение зависимости процесса
инактивации амилазы от величины давления и температуры. При 30°
инактивация начиналась под давлением 6000 атм и завершалась под давлением
9000 атм. По течению процесса инактивации фермента под высоким давлением
во времени выяснилось также, что этот процесс следует кинетической
реакции первого порядка.
Инактивация амилазы под давлением реверсибельна. Сопоставление
результатов, полученных через 80 мин., после снятия давления 8000 атм,
продолжавшегося 5 мин., показало, что реактивация наиболее полно
протекала в ряду значений pH от 4,0 до 10,0, при pH 6,0-8,0.
Более подробное изучение процесса восстановления активности амилазы,
денатурированной высоким давлением, было проведено Miyagawa, Sannoe a.
Suzuki (1964). Для опытов применялась амилаза, полностью инактивированная
в результате действия давления 9500 атм в течение 10 мин. при 30°.
Ее активность восстанавливалась в условиях атмосферного давления и
температуры 30°, так же как под давлением 8000 атм, в зависимости от
концентрации фермента: чем выше была концентрация его в пределах от 10-4
до 10-1 %, тем интенсивнее происходила реактивация.
Влияние температуры сказывалось в том отношении, что при одной
атмосфере и температуре 40° активность полностью денатурированной амилазы
не восстанавливалась, между тем как давление 8000 атм вызывало этот
эффект.
Амилаза, частично инактивированная под действием давления 6000 и 7500
атм, реактивировалась давлением 800 атм: реактивация составляла у
амилазы, инактивированной давлением 600 атм,- 100%, давлением 7500 атм,-
70% и давлением 9500 атм,- 45%.
Продолжительность действия давления 9500 атм также определяла эффект
