Характеристика активности ферментных препаратов

Ферменты являются веществами белковой природы, поэтому в смеси с другими белками определить их количество невозможно. Наличие определенного фермента в данном препарате может быть установлено по результатам той реакции, которую катализирует фермент, т. е. по количеству образовавшихся продуктов реакции или уменьшению исходного субстрата. В количественном выраже­нии активность фермента условно определяют по начальной ско­рости ферментативной реакции. Начальная скорость зависит от многих факторов, наиболее важные из них — температура, кон­центрация субстрата, рН реакционной смеси и время от начала реакции. Поэтому по предложению Комиссии по ферментам Международного биохимического союза были приняты правила определения активностей препаратов и их выражения в единицах активности.

Стандартная единица активности. Эта величина для любого фер­мента обозначает то количество его, которое катализирует превра­щение 1 мкмоль субстрата в 1 мин при заданных регламентирован­ных условиях. Часто количество субстрата нельзя выразить числом микромолей, так как точно неизвестна масса молекулы, например при действии на белок, крахмал, пектин, целлюлозу. В этих случа­ях определяют микроэквивалент затронутых реакцией групп. Так, при гидролизе белка учитывают не число прогидролизованных молекул, а число образовавшихся свободных карбоксильных или аминных групп, т. е. число расщепленных пептидных связей; при гидролизе крахмала и полисахаридов — число прогидролизован­ных гликозидных связей и т. д.

Комиссия по ферментам рекомендовала придерживаться опре­деленных условий при установлении активности фермента: ста­раться вести реакцию при температуре 30 °С и определять активность по начальной скорости реакции, когда концентрация суб­страта достаточна для насыщения фермента и соответствует кине­тике реакции нулевого порядка. Для данного фермента выбирают оптимальные концентрации субстрата, фермента и рН.

Активность ферментных препаратов. Содержание фермента в дан­ном препарате условно выражают в стандартных единицах актив­ности фермента на 1 см³ ферментного раствора или 1 г препарата. Активность ферментного препарата выражают в микромолях суб­страта, прореагировавшего в присутствии 1 см³ ферментного рас­твора или 1 г препарата в заданных условиях за 1 мин. Число микромолей и будет равно числу стандартных единиц. При го­могенности фермента его удельную активность можно выразить в стандартных единицах на 1 мг фермента; если фермент содержит балласт в виде неактивного белка, то его удельную ак­тивность выражают в стандартных единицах на 1 мг белка в фер­ментном препарате.

Молекулярная активность представляет собой число миллимолей субстрата или эквивалентов затронутой реакцией групп, прореагировавших в течение 1 мин с 1 ммоль фермента при оптимальных концентрациях субстрата, или число стандартных единиц, содержащихся в 1 ммоль фермента.

Если фермент содержит характерную простетическую группу или несколько каталитических центров, которые поддаются изме­рению, его активность можно выразить в величине активности каталитического центра. Такая активность будет соответствовать молекулярной активности, если молекула фермента имеет один активный центр; если же число каталитических центров я, то ак­тивность одного центра будет в я раз меньше молекулярной.