饰品之家讯：随 着生物技术的发展，羊毛整理用酶在毛纺织上的应用愈来愈广。毛织物防毡缩生物整理用酶按应用条件分，蛋白酶可分为碱性、酸性和中性蛋白酶，其中在羊毛防毡 缩加工中研究较多的是碱性蛋白酶［1］。Cardamone等［2］的研究表明，羊毛经低浓度过氧化氢和蛋白酶处理后，织物的毡缩率较经纯碱和蛋白酶两步 法处理样低1%，而织物强力与后者近似。El.Sayed等［3］先用脂肪酶除去羊毛纤维外表面的脂类，再用谷胱甘肽还原酶/还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 磷酸(NADPH)还原二硫键，最后用木瓜蛋白酶进行后处理。目前在这些羊毛生物防毡缩研究中以碱性蛋白酶研究为主，也有用到中性蛋白酶进行处理的研究。 在蛋白酶处理的研究中，酶的作用不仅受到温度、pH值的影响，而且受到纺织助剂和染料的影响，但关于毛织物用蛋白酶与纺织助剂之间关系的研究还未见到。
本文主要研究蛋白酶与纺织助剂之间的关系，以便正确合理的选择酶与纺织助剂的组合。
1·酶的催化原理
首先酶(E)和底物(S)结合生成中间产物(ES)，然后中间产物再分解成产物(P)，同时使酶重新游离出来。
对于有2种底物的酶促反应，该学说可以用下式表示:
中 间产物学说的关键，在于中间产物的形成。酶和底物可以通过共价键、氢键、离子键和络合键等而结合成中间产物。中间产物的稳定性较低，易于分解成产物并使酶 重新游离出来［4］。因此，酶的催化作用不仅受酶浓度、pH值、温度的影响，还受到激活剂、抑制剂、底物性质的影响。
2·实验
2.1试样
60支澳毛，31.25tex×2澳毛纱及其毛纱织成的针织物。
2.2试剂
NaCl、Na2SO4、KCl、K2SO4、KMnO4、MgCl2、CaCl2、Fe2(SO4)3均为分析纯，蛋白酶M(自制)、SZ蛋白酶(诺维信公司)、1398蛋白酶(无锡酶制剂厂)。
2.3仪器
T－214型精密电子天平，PHSJ－4A型精密酸度计，DU640型紫外可见分光光度计。
2.4实验条件
中性蛋白酶:温度40～50℃，pH值6.5～7.5。碱性蛋白酶:温度40～50℃，pH值9～10。
2.5测试方法
失重率的测定:将处理前后的样品在称量前于110℃下烘3h至恒重，然后在干燥器中冷却后并精确称量，试样的失重率由下式计算:
蛋白酶活力测定:按GB/T1803—1993《工业酶制剂通用试验方法》测定。
蛋白酶相对活力的测定:利用蛋白酶与化合物共存时对酪素的分解能力测定绝对活力，按下式［5］计算相对活力。
3·结果与讨论
3.1蛋白酶与无机助剂的关系
在不同蛋白酶酶液中分别加入不同浓度的各种无机化合物，然后应用比色法测定酶活力，以纯酶的活力作为100，其余酶液活力与纯酶液的换算成相对活力。各化合物随浓度不同，相对酶活的变化不同，结果见表1、2。
由 表1、2可看出，当Na+、K+、NH+4、Mg2+、Ca2+的浓度小于0.05mol/L时，随着化合物浓度的增大，酶的相对活性逐渐增大;当化合 物浓度大于0.05mol/L时，酶的相对活性增加量在减小。说明离子强度较小时，化合物对酶具有激活作用，当离子强度较大时，化合物对酶激活作用逐渐 减小甚至产生抑制作用。而Cu2+、Fe3+、MnO－4等氧化性强的物质能大大降低酶的相对活性，说明Cu2+、Fe3+、MnO－4等盐能抑制蛋白 酶，使酶失活。说明氧化剂对酶具有抑制作用。
比较表1、2可以看出，Na+、K+、NH+4、Mg2+、Ca2+对中性蛋白酶的激活作用 比碱性蛋白酶激活作用更大，即有利于中性蛋白酶的催化作用。这是由于许多酶促反应必须有其他适当物质存在时才能表现酶的催化活性或加强其催化效力。一般认 为，金属离子的激活作用是由于金属离子与酶结合，此结合物又与底物结合成三位一体的“酶—金属—底物”的复合物，这里金属离子使底物更有利于同酶的活性 (部位)的催化部位和结合部位相结合使反应加速进行。金属离子在其中起到了某种搭桥的作用。当浓度过大时，由于溶液的离子化效应使酶的活性反而降低。氧化 性强的物质或重金属的存在，可能是因为酶是蛋白质，而这些盐使蛋白质变性，从而使酶变性而失活，不利于酶的催化水解。
3.2蛋白酶与表面活性剂的关系
表 面活性剂具有润湿、渗透、乳化和分散等功能，由于蛋白酶通常与表面活性剂混用，因此有必要对不同离子类型的表面活性剂对酶活性的影响进行研究。本文实验， 在相同的实验条件下，通过测定减量率来研究不同离子型表面活性剂对蛋白酶M的作用效果。不同类型表面活性剂对酶活力的影响结果见图1～3。
由 图1～3可以看出，含有非离子型表面活性剂的减量率均大于纯酶的减量率，说明非离子型表面活性剂对蛋白酶不仅没有抑制作用，而且具有激活作用;而离子型表 面活性剂的减量率均小于纯酶的减量率，说明离子型表面活性剂对蛋白酶具有明显的抑制作用。这可能是由于非离子型表面活性剂与蛋白质结合弱，对酶构象影响较 小，因而不仅可以保持酶活性，甚至可以显著提高酶活性，这主要是因为非离子表面活性剂对羊毛纤维具有更好的润湿性和渗透作用，促进酶分子的渗透和扩散，增 加酶的移动性，使得酶分子的可及度增加，增大了酶对底物作用的几率，所以使减量率提高。
由图2、3可看出，离子型表面活性剂对酶都具有抑制作用，原因可能是离子型有机物质通过静电作用与酶形成稳定的复合物而难以与底物结合，使酶失去与底物接触的机会，不能发挥酶的催化作用，从而降低减量率。
这可根据酶作用原理进行解释:
一般情况下，ES生成比较慢，而分解很快，所以反应速度主要由前者决定。但若生成的ES特别稳定，难以分解，影响到E的生成，即酶失去继续催化作用的机会，降低酶的活性，从而严重影响反应速度。
3.3蛋白酶与染料的关系
在毛织物的处理中，通常已加工过的成品或半成品也需要进行处理，这就存在染料对酶活性的影响，在相同的实验条件下，通过测定减量率来研究不同染料对蛋白酶的影响。不同染料对酶活力的影响结果见图4。
由图4可以看出，含有不同染料的毛织物经酶处理后，其减量率均小于纯酶的减量率，说明染料对蛋白酶具有明显的抑制作用。这可能是由于染料与蛋白质结合，形成稳定的复合物而难以与底物结合，使酶失去与底物接触的机会，不能发挥酶的催化作用，从而降低减量率。
4·结论
① 无论是碱性、中性蛋白酶，Na+、K+、NH+4、Mg2+、Ca2+的金属盐在浓度小于0.05mol/L时，随着化合物浓度的增大，蛋白酶的相对活 性逐渐增大;当化合物浓度大于0.05mol/L时，蛋白酶的相对活性增加量逐渐减小。而Cu2+、Fe3+、MnO－4等氧化性强的物质能大大降低蛋 白酶的相对活性。
②无论是碱性、中性蛋白酶，非离子型表面活性剂对蛋白酶的活性具有明显的激活作用;而离子型表面活性剂对蛋白酶的活性具有显著的抑制作用。
③无论是碱性、中性蛋白酶，染料对蛋白酶的活性具有明显的抑制作用。
④Na+、K+、NH+4、Mg2+、Ca2+对中性蛋白酶的激活作用比碱性蛋白酶激活作用更大，离子型表面活性剂和染料对碱性蛋白酶的抑制作用更为显著。
⑤在实际研究和生产中，选择合适的助剂有利于酶的催化作用，减少酶的用量，节约成本。
参考文献:
［1］王平，王强，范雪荣，等．羊毛蛋白酶防毡缩加工综述［J］．印染，2010(5):46－49．
［2］CardamoneJM，YaoJ，NunezA．Controllingshrinkageinwolfabrics:
efectivehydrogenperoxidesystems［J］．TextResJ，2004，74(10):887－898.
［3］El-sayedH，HamedR，KantouchA，eta1.Enzyme－basedfeltproofing
ofwool［J］．AATCCRev，2002，2(1):25－28．
［4］大连轻工业学院．生物化学［M］．北京:中国轻工业出版社，1980，29－31，73－74．
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