化学修饰反应条件的控制

6．2．3　化学修饰反应条件的控制

酶分子的特性反映了它的氨基酸组成的变化，功能基团解离状态的改变使得整个复杂的维持其整体构象的吸引力和排斥力的网络发生改变，进而影响到酶分子的生物学活性。由于许多化学修饰反应主要是由酶分子的整体结构所控制，但也为所要修饰的单个或一类基团的情况所影响，因此这些化学反应对于所处的反应条件特别敏感。在设计化学修饰反应时，仔细地选择反应条件是很关键的一步。

上述修饰氨基酸侧链基团的反应与大多数有机反应不同的一个重要的特征是反应试剂要温和得多。温和的反应条件是防止酶分子变性的一个必要条件。除非在实验中或应用时不必考虑酶的生物学活性，才会采取比较剧烈的反应条件。例如，酶作为某些商业黏合剂的粗原料时，其化学处理可以采用比较剧烈的条件。

在所有影响酶分子的化学修饰反应的条件中，pH是最重要的一个条件，因为它决定了具有潜在反应能力的基团所处的能否反应的离子状态。

温度也是一个必须要注意的条件，因为温度可以影响到活性巯基的微环境。仔细选择温度可以减少或防止一些竞争的基团反应。在低温（约－10℃）条件下用甲酸氧化酶可以使反应限制在半胱氨酸、胱氨酸和甲硫氨酸残基上，而在较高的温度下，甲酸可以与色氨酸、酪氨酸、丝氨酸以及苏氨酸残基发生反应。

一些试剂在水溶液中不溶或者溶解量有限，因此需要一些有机溶剂来帮助溶解。遗憾的是对于大多数酶来说都不能用有机溶剂，因为有机溶剂可以使酶变性，通常会产生沉淀。尽管大多数酶是水溶性，然而一些存在于膜上的酶却只有在去垢剂的帮助下才能溶解。

在某些情况下，用化学修饰的方法来定量测定酶分子中某一残基的总数时，需将蛋白质分子充分伸展以便使所有的残基暴露出来。使蛋白质分子充分伸展常用的手段是用变性剂变性。盐酸胍和脲是生物化学家所喜爱使用的变性剂。一般，绝大多数球状蛋白分子在8mol/L脲溶液中或在6mol/L盐酸胍溶液中就处于充分伸展的状态。