蔗糖水解催化酶

植物研究进展植物中蔗糖酶的研究进展司丽珍等:植物中蔗糖酶的研究进展植物中蔗糖酶的研究进展司丽珍①储成才②(中国科学院遗传与发育生物学研究所北京100101)摘要在大多数高等植物中, 蔗糖是碳水同化产物由源向库运输的主要形式。

在库中, 蔗糖酶可以把蔗糖水解为葡萄糖和果糖, 以满足植物生长发育中对碳源和能源的需求。

本文综述了近年来有关蔗糖酶的一些研究进展, 包括蔗糖酶的分类、基本性质、基因结构、酶活性的调节以及功能等。

关键词植物, 蔗糖酶, 活性调节, 功能称为胞外蔗糖酶。

不同的蔗糖酶进行反应所需的最0 引言植物在叶片中(源组织) 通过光合作用将C O 2固定成碳水化合物, 然后运向非光合组织(库组织) 。

植物大多以非还原性二糖如蔗糖的形式完成碳水同化产物由源到库的运输。

在库组织中, 蔗糖被分解为己糖, 为植物生长发育提供碳源和能源。

蔗糖分解主要由蔗糖合成酶(EC2. 4. 1. 13) 或蔗糖酶(E C3. 2. 1. 26) 来完成。

蔗糖合成酶是一糖基转移酶, 在尿苷二磷酸(UDP ) 存在下把蔗糖转化为尿苷二磷酸葡萄糖和果糖。

蔗糖酶是一水解酶, 把蔗糖水解为葡萄糖和果糖。

蔗糖酶有多种同工酶, 分别处于不同的亚细胞位置, 生化特性也不尽相同[1, 2]。

虽然对它们的功能特异性还不太清楚, 但已确知蔗糖酶在植物中主要参与对蔗糖不同利用途径的调节。

由于糖在植物中不仅是作为能源, 而且也是基因表达的重要调节物质之一, 因此蔗糖酶也间接参与细胞分化和植物发育的调控。

鉴于此, 蔗糖酶的研究无论在理论上还是在实际上都具有重要意义而备受重视。

本文就近年来有关研究进展做一介绍。

适pH 值也有所不同, 由此蔗糖酶又可分为酸性蔗糖酶和中性/碱性蔗糖酶。

液胞型蔗糖酶和细胞壁型蔗糖酶在pH 4. 5至5. 0时催化效率最高, 因此也称为酸性蔗糖酶。

细胞质型蔗糖酶水解蔗糖的最适pH 值为中性或略微偏碱性, 因此称为中性/碱性蔗糖酶。

3.1 酵母蔗糖酶的提取及其性质的研究自1860年Bertholet从啤酒酵母Sacchacomyces Cerevisiae中发现了蔗糖酶以来，它已被广泛地进行了研究。

蔗糖酶（invertase）（β-D-呋喃果糖苷果糖水解酶）（fructofuranoside fructohydrolase）（EC.3.2.1.26）特异地催化非还原糖中的β-D-呋喃果糖苷键水解，具有相对专一性。

不仅能催化蔗糖水解生成葡萄糖和果糖，也能催化棉子糖水解，生成蜜二糖和果糖。

该酶以两种形式存在于酵母细胞膜的外侧和内侧，在细胞膜外细胞壁中的称之为外蔗糖酶（external yeast invertase）, 其活力占蔗糖酶活力的大部分，是含有50% 糖成分的糖蛋白。

在细胞膜内侧细胞质中的称之为内蔗糖酶（internal yeast invertase），含有少量的糖。

两种酶的蛋白质部分均为双亚基二聚体，两种形式的酶的氨基酸组成不同，外酶每个亚基比内酶多两个氨基酸，Ser和Met，它们的分子量也不同，外酶约为27万(或22万，与酵母的来源有关)，内酶约为13.5万。

尽管这两种酶在组成上有较大的差别，但其底物专一性和动力学性质仍十分相似。

本实验未区分内酶与外酶，是直接从酵母粉中进行提取。

用测定生成还原糖（葡萄糖和果糖）的量来测定蔗糖水解的速度，在给定的实验条件下，每分钟水解底物的量定为蔗糖酶的活力单位。

比活力为每毫克蛋白质的活力单位数。

该实验共有九个分实验，几乎覆盖了酶分离纯化、鉴定及其酶学性质研究的全部内容，为学生提供了一个较全面的实践机会，学习有关酶的分离纯化及其相关研究。

1．蔗糖酶的提取与部分纯化2．离子交换柱层析纯化蔗糖酶3．蔗糖酶各级分活性及蛋白质含量的测定4．分离产物的SDS－PAGE电泳检测5．反应时间对产物形成的影响6．pH对酶活性的影响和最适pH的测定7．温度对酶活性的影响和最适温度的测定8．底物浓度对催化反应速度的影响及米氏常数K m和最大反应速度V max的测定9．尿素（脲）抑制蔗糖酶的实验3.1.1 蔗糖酶的提取与部分纯化3.1.1.1 目的1）学习微生物细胞破壁方法。

蔗糖水解反应速率常数的测定实验报告误差分析实验目的：研究酵母酶对蔗糖水解的反应速率，测定反应速率常数。

实验原理：蔗糖在酵母酶的催化下水解成葡萄糖和果糖，反应方程式为：C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6水解反应速率符合一级反应的速率方程式为：-d[C12H22O11]/dt = k[C12H22O11]实验步骤：1.准备600ml 0.1mol/L pH=6.8的磷酸缓冲溶液。

2.称取1.5g 酵母、0.5g 氨酸，配制成15%(w/v) 溶液。

3.向50ml磷酸缓冲溶液中加入1.0g蔗糖，大量搅拌溶解。

4.将50ml蔗糖溶液装入恒温水浴中，等温至37℃。

5.加入2.0ml酵母、氨酸混合液，迅速装入比色皿。

6.用紫外-可见分光光度计测定反应体系中蔗糖浓度变化的光密度，记录反应开始后15秒至5分钟内，每15秒一次。

误差来源：1.实验装置的误差。

在反应过程中，实验装置的磁力搅拌器、恒温水浴等可能存在误差，影响反应速率的计算。

2.反应体系的不确定性。

反应体系可能存在其他物质的存在，对反应速率的计算造成影响。

3.实验操作的技术误差。

实验过程中的体积计量、时间控制等操作可能存在误差。

误差分析：1.实验装置的误差。

为了避免实验装置的误差对结果的影响，需要使用标准化的实验装置，并进行一定的校准，以减小误差。

2.反应体系的不确定性。

为了保证反应体系的准确性，需要进行充分的反应前处理，去除可能会干扰反应的其他物质。

另外，在实验计算中，也需要对可能的干扰因素进行考虑和修正。

3.实验操作的技术误差。

为了减小技术误差，需要进行实验操作的训练和规范化，准确控制实验操作的每一个细节，避免误差的出现。

结论：通过对酵母酶催化下蔗糖水解反应速率的测定，可以得出反应速率常数的数值，并对误差源进行分析。

为了准确测定反应速率和反应速率常数，需要注意实验装置标准化、反应体系准确性和实验操作规范化等方面的问题，以减小误差的影响。

蔗糖酶米氏常数的单位
蔗糖酶是一种能够催化蔗糖水解反应的酶，它在食品工业、生物技术和医药领域有着广泛的应用。

而蔗糖酶米氏常数则是衡量蔗糖酶催化效率的重要指标之一。

米氏常数（Km）是酶学中常用的一种参数，它是指在半饱和状态下底物浓度达到一半时的底物浓度。

对于蔗糖酶而言，米氏常数可以反映出酶与底物之间的亲和力。

米氏常数越小，说明酶与底物结合越紧密，催化效率越高。

蔗糖酶米氏常数的单位通常是以摩尔/升（mol/L）来表示。

它可以通过实验测定得到，通过改变底物浓度，观察蔗糖酶的反应速率的变化，从而确定米氏常数的数值。

蔗糖酶米氏常数的单位的确是摩尔/升，这是因为蔗糖酶是一种酶，而酶的底物浓度通常使用摩尔/升来表示。

蔗糖酶在催化反应中需要与蔗糖结合，而蔗糖的浓度也是以摩尔/升来计量的，因此蔗糖酶米氏常数的单位也自然而然地成为了摩尔/升。

蔗糖酶米氏常数的数值可以通过实验测定得到，这需要一系列的实验步骤和仪器设备的支持。

通过测定不同底物浓度下的反应速率，可以得到反应速率与底物浓度的关系曲线。

而米氏常数则是通过拟合这条曲线得到的，它是一个重要的参数，可以帮助我们了解蔗糖酶与底物之间的相互作用。

蔗糖酶米氏常数的单位是摩尔/升，它是衡量蔗糖酶催化效率的重要指标之一。

通过实验测定米氏常数的数值，可以帮助我们更好地理解蔗糖酶与底物之间的亲和力和催化效率。

土壤蔗糖酶活性测定方法方法一：邻苯二甲酸二甲酯(OMPA)法1.实验原理：邻苯二甲酸二甲酯(OMPA)可通过蔗糖酶催化水解产生对甲酚背氧钠（PMS），PMS与p-苯醌反应生成紫色物质，紫色物质的光学密度与蔗糖酶活性呈正相关关系。

2.实验步骤：1) 准备土壤样品：将土壤样品通过2mm筛分获得<2mm的土壤颗粒，取适量土壤加入含有0.01mol/L可溶性蔗糖溶液的无磷酸钠缓冲液中制备土壤悬浮液。

2) 补充试剂：将0.5%邻苯二甲酸二甲酯(OMPA)和0.1mol/L乙酰胆碱溶液准备好。

3) 催化反应：取50ml土壤悬浮液加入50ml离心管中，加入0.5ml 邻苯二甲酸二甲酯(OMPA)溶液和0.5ml乙酰胆碱溶液，摇匀后放置于恒温水浴中，在37℃下培养2小时。

4) 停止反应：加入0.5ml冷却剂（10%w/v次氯酸钠和10%w/v硼酸混合物）停止反应。

5) 比色：每个试管取1ml反应液加入4ml氢氧化钠溶液，并通过pH 试纸调整pH值为7-8，然后以1ml/分钟的速度加入1mol/L硫酸，同时记录反应液的吸光度。

6)计算结果：根据吸光度计算出土壤中蔗糖酶的活性。

方法二：葡萄糖法1.实验原理：葡萄糖测定法使用试剂酚氨试剂和葡萄糖酸嵌合物的形成来测定土壤中蔗糖酶的活性。

葡萄糖酸嵌合物的形成量与蔗糖酶活性呈正相关关系。

2.实验步骤：1) 准备土壤样品：将土壤样品通过2mm筛分获得<2mm的土壤颗粒，取适量土壤加入含有0.3mol/L蔗糖溶液的无磷酸钠缓冲液中制备土壤悬浮液。

2) 补充试剂：准备好酚氨试剂和0.3mol/L葡萄糖溶液。

3) 催化反应：取2ml土壤悬浮液，加入2ml酚氨试剂和1ml葡萄糖溶液，放置于37℃恒温水浴中，培养2小时。

4) 停止反应：加入5ml冷却剂（20%醋酸和20%硼酸混合液）停止反应。

5) 比色：每个试管取4ml反应液加入10ml硫酸进行酸化，然后以每分钟加入2ml五氯酚酸溶液的速度加入到试管中，同时记录反应液的吸光度。

第1篇一、实验目的1. 理解蔗糖酶的催化原理和特性。

2. 掌握蔗糖酶的提取、纯化方法。

3. 学习通过不同方法测定蔗糖酶的活力。

4. 分析影响蔗糖酶活性的因素。

二、实验原理蔗糖酶是一种能够将蔗糖分解为葡萄糖和果糖的酶。

本实验旨在通过提取、纯化蔗糖酶，并测定其活力，了解蔗糖酶的特性。

三、实验材料与试剂1. 材料：- 酵母细胞- 淀粉- 蔗糖- 还原糖试剂（如班氏试剂）2. 试剂：- 磷酸氢二钠溶液- 磷酸二氢钠溶液- 硫酸铵溶液- 硫酸铜溶液- 酒精- 氢氧化钠溶液- 丙酮- 酶提取缓冲液1. 蔗糖酶的提取：- 将酵母细胞用磷酸缓冲液洗涤，并悬浮于磷酸缓冲液中。

- 使用匀浆机破碎细胞，收集匀浆液。

- 将匀浆液离心，收集上清液即为蔗糖酶粗提液。

2. 蔗糖酶的纯化：- 将蔗糖酶粗提液用硫酸铵溶液进行盐析，收集沉淀。

- 将沉淀用磷酸缓冲液溶解，并使用凝胶过滤柱进行纯化。

3. 蔗糖酶活力的测定：- 将纯化后的蔗糖酶与蔗糖溶液混合，在适宜的温度下反应。

- 加入还原糖试剂，观察颜色变化，根据颜色变化判断蔗糖酶的活力。

五、实验结果与分析1. 蔗糖酶的提取：- 通过匀浆和离心，成功提取出酵母细胞中的蔗糖酶。

2. 蔗糖酶的纯化：- 通过盐析和凝胶过滤柱，成功纯化出蔗糖酶。

3. 蔗糖酶活力的测定：- 在适宜的温度下，蔗糖酶能够将蔗糖分解为葡萄糖和果糖。

- 加入还原糖试剂后，溶液颜色发生变化，表明蔗糖酶具有活力。

4. 影响蔗糖酶活性的因素：- 温度：在一定范围内，温度升高，蔗糖酶的活力增加。

- pH值：在一定范围内，pH值升高，蔗糖酶的活力增加。

- 抑制剂：某些物质（如重金属离子）可以抑制蔗糖酶的活力。

1. 本实验成功提取和纯化了蔗糖酶，并测定了其活力。

2. 实验结果表明，温度和pH值是影响蔗糖酶活性的重要因素。

3. 在实际应用中，需要根据具体情况进行酶活性的调控，以获得最佳催化效果。

七、实验结论1. 蔗糖酶是一种能够将蔗糖分解为葡萄糖和果糖的酶。

蔗糖酶制备与生化特征及应用研究进展刁云春1滕丕合1麻婷婷1潘世永1米运宏1，2*（1广西弘山堂生物科技有限公司，广西南宁530031；2南宁纵联科技有限公司，广西南宁，530033）摘要蔗糖酶具有水解酶和转移酶的双重性质，主要用于催化水解蔗糖链中的糖苷键。

本文介绍了蔗糖酶的来源和分类，以酸性酶和碱性酶为代表，分别阐述了两种酶的结构和催化水解蔗糖的机理，并综述了蔗糖酶在工业上的应用，为进一步拓宽蔗糖酶在食品工业中的应用范围提供参考。

关键词蔗糖酶；食品工业；催化机理中图分类号TS201.2文献标识码A文章编号1007-7731（2023）23-24-0146-05蔗糖是使用较为广泛的糖类，其甜味纯正，无不良口感，作为天然甜味剂被广泛应用在食品、医药等领域。

甘蔗和甜菜是制备蔗糖的主要原料[1]。

人体不能直接吸收蔗糖和多糖等物质，须在体内水解转化为单糖（如葡萄糖、果糖等）才能被充分吸收利用。

因此，研究蔗糖的水解有利于甘蔗等糖料资源的充分利用。

蔗糖酶是催化蔗糖水解成果糖和葡萄糖的一种酶，目前与蔗糖酶相关的文献报道较多。

米运宏等[2]利用蔗糖酶制备出高果糖浆；梁鹏等[3]介绍了蔗糖酶、蔗糖异构酶和β-果糖基转移酶等多种延伸蔗糖产业链的相关酶；刘丽娜等[4]对微生物葡聚糖蔗糖酶进行了详细论述，该酶有助于提升通过蔗糖合成葡聚糖和功能性低聚糖的产量。

国外对于不同来源、不同类型蔗糖酶的报道也较多，Manoochehri 等[5]统计出来源于动植物、真菌和细菌等在内的50多种蔗糖酶，其本质属于糖苷水解酶，主要功能是催化蔗糖水解得到葡萄糖和果糖[6]，以及两者等比例混合的转化糖浆，该反应也可通过酸水解发生。

GF ¾®¾¾¾¾¾蔗糖酶G +F 或GF ¾®¾酸G +F 式中，GF 代表蔗糖，G 代表葡萄糖，F 代表果糖。

其中，酸水解通过在高温高压下加入酸性物质使蔗糖水解为葡萄糖和果糖，此方法工序复杂、副产物多且效率低，限制了其在工业上的应用[7]。

蔗糖转化酶的作用机理、应用领域和使用条件简介转化酶，又称蔗糖酶，呋喃果糖苷水解酶（CAS No. 9001-57-4，EC.3.2.1.26），是经微生物液体深层发酵精制提取而成的食品酶制剂。

该产品可用作食品添加剂和配料，也可用作食品、饮料、酒精发酵、污水处理等领域的生物催化剂。

作用原理专门水解非还原糖中的呋喃果糖苷，能催化蔗糖水解生成葡萄糖和果糖。

应用领域：蔗糖酶用于水解蔗糖，生成含有葡萄糖和果糖1:1比例的转化糖浆。

可以抑制蔗糖结晶并改善甜味，增强食品口感、风味以及色泽。

当用于糖果时，它可以改善风味和颜色。

将蔗糖酶作为防腐剂添加到焙烤产品中，可以保持产品的新鲜度，提高产品的稳定性。

同时还可以作为保湿剂，使产品更容易成型，不会粘手。

用量：将350g蔗糖酶添加到1T蔗糖糖浆中（70%，50℃），会在6个小时内完全水解掉。

如果注重成本，可以将150g蔗糖酶添加到1T蔗糖糖浆中（70%，50℃），可以在20小时内水解。

使用条件温度范围：20～60℃，最佳温度为45～55℃pH范围：3.0～8.0，最佳pH为4.5～5.5酶活力：3万u/g酶活力定义:一个蔗糖酶单位SU相当于在规定条件下（pH4.5，20℃，5.4%(w/v)蔗糖溶液水解30分钟），5分钟转化1mg蔗糖至葡萄糖和果糖所需要的酶量。

产品标准：GB 1886.174-2016《食品安全国家标准食品添加剂食品工业用酶制剂》产品外观:白色至浅棕色粉末，不同批次颜色不同。

储存：建议存放在阴凉干燥的环境中，存放温度在零度以下。

储存时间过长或储存条件不利，都会不同程度地降低酶的活性；如果温度和湿度过高，使用时需要适当增加用量。

安全：蔗糖酶属于纯天然酶制剂，是蛋白质。

吃含酶制剂的食物和吃含蛋白质的食物一样对人体有益无害。

对于一些敏感人群，如直接摄入高浓度的酵素粉或雾滴，可能会引起过敏，长时间接触可能会刺激皮肤、眼睛和黏膜组织。

操作过程中，建议佩戴口罩、护目镜等防护用品，剩余或溢出的酵素粉末应及时处理。

蔗糖酶的分离提纯【实验目的】1．了解蔗糖酶分离提纯的方法。

2．掌握离心技术、电泳技术、层析技术、膜分离技术和分光光度法。

【实验原理】蔗糖酶[Ec 3．2．1．26]习惯命名β--D--Fructofuranosidase 系统命名：β--D —Fructofuranosideffructonydrolase 。

蔗糖酶是一种水解酶，能使蔗糖水解为果糖和葡萄糖。

它所催化的反应是：H OH OH H蔗糖+H OH OH H 葡萄糖 果糖蔗糖酶的分布相当广，在微生物、植物及动物中都有它的存在。

在微生物中，酵母中的含量很丰富。

在研究中用的最多的是面包酵母和啤酒酵母。

研究表明采用菌体自溶法破碎酵母细胞，采用乙醇分级和DEAE--纤维素柱层析两步分离提纯步骤，就可制备纯度较高的蔗糖酶制剂，而且收率也较好。

从酵母中制备蔗糖酶，材料来源十分方便，而且以自己提纯的酶制剂进行蔗糖酶的性质、动力学研究也十分方便。

【实验材料、仪器和试剂】 1．实验材料和试剂(1)0．2％葡萄糖标准液；(2)3，5-二硝基水杨酸试剂；(3)新鲜啤酒酵母； (4)甲苯；(5)乙酸钠；(6)稀乙酸溶液；(7)95％乙醇；(8)DEAE--纤维素；(9)0.5mol ／L NaOH ；(10)0.5mol ／L HCl ；(11)0.005mol ／L ，pH6.0的磷酸钠缓冲液；(12)含O.15mol ／L NaCl 的O.005mol ／L ，pH6.0的磷酸钠缓冲液；CH 2OHH OHHHOHCH 20H(13)5％蔗糖；(14)测定蛋白质浓度试剂；(15)聚丙烯酰胺凝胶电泳试剂2．仪器(1)恒温水浴；(2)烧杯、量筒、移液管、容量瓶、玻棒；(3)冰盐浴；(4)离心机；(5)721型分光光度计；(6)柱层析装置；(7)天平；(8)pH计；(9)滴管、试管和血糖管；(10)秒表【方法】一、葡萄糖浓度标准曲线的制作1．取10支血糖管，按下表加入0．2％葡萄糖溶液、水及3，5一二硝基水杨上述试剂混匀后，在沸水浴中加热5min，取出立即冷却，以蒸馏水稀释至25mL，摇匀，于540nm测光密度。