在-80℃冰箱中为什么不会放置酶?藏着“大学问”
发布时间：
2025-05-03
在生物研究领域，酶作为一种极为重要的生物催化剂，在众多实验中发挥着核心作用。但在保存酶的过程中，细心的科研人员会发现，通常选择将酶放置在-20℃冰箱，而非温度更低的-80℃冰箱，这背后藏着不少 “大学问”。
（胆固醇氧化酶）
一、酶的结构特性与低温影响
酶，这一由活细胞产生的物质，其化学本质为蛋白质或 RNA。它具有复杂的一 级、二级、三级，乃至四级结构。这些结构通过氨基酸残基之间的多种化学键维持，是酶发挥催化活性的关键所在。在 - 80℃的极端低温环境下，虽然从化学反应速率的角度来看，酶的活性可能会因反应速率大幅降低而得到抑制，理论上能减少酶的活性消耗，看似有利于长期保存。然而，过低的温度却可能带来意想不到的破坏。在如此低温下，水分会迅速结晶形成冰晶。这些冰晶可能会刺破酶蛋白的结构，导致维持酶活性的化学键断裂。一旦这些关键化学键受损，酶的空间结构就会发生改变，无法正常发挥其催化功能。
二、酶活性中心的低温变化
酶活性中心是酶与底物特异性结合并催化反应的特定区域，它的结构和功能完整性对于酶的活性很重要。在-80℃的低温环境中，活性中心的构象极易发生变化。某些在正常温度下能够灵活与底物结合的氨基酸氨基，在极低温下会变得僵硬。这种变化直接影响了底物与活性中心的结合能力。在酶催化的化学反应中，底物需要准确地 “停靠” 在酶的活性中心，才能顺利发生反应。当活性中心的构象改变，底物难以找到合适的 “停靠点”，化学反应也就无法正常启动，进而导致酶活性的丧失。在许多需要酶参与的生物合成反应中，若酶活性中心因低温改变，整个合成过程将受阻，实验结果也将大打折扣。
三、反复冻融对酶的损害
在实际使用酶的过程中，不可避免地会涉及到酶的冻融操作。当酶从 - 80℃的低温环境中取出时，会经历升温解冻的过程。冰晶在融化时，会引起溶液的体积变化，对酶分子的结构造成拉扯或挤压，导致酶分子的解离或结构扭曲。酶在长期进化过程中，适应了特定范围的离子浓度和 pH 值环境。当这些环境因素在冻融过程中超出酶的耐受范围，酶的活性必然会受到影响。在一些需要特定 pH 值条件下进行的酶促反应中，冻融导致的 pH 值波动可能使酶无法正常工作。
四、特殊酶与常规酶的保存差异
诚然，在生物界中存在一些特别的酶，例如极端酶，它们能够在非常高温或非常低温的环境中保持活性。这些极端酶通常来源于生活在极端环境中的微生物，经过长期进化，它们的结构和功能适应了极端条件。然而，对于大多数常见的酶来说，并不具备这样的 “能力”。在- 20℃的环境下，大多数酶已能相对稳定地保存，无需更低的- 80℃温度。-20℃既能在某些程度上降低酶的活性，减少其自身的活性消耗，又能避免 - 80℃带来的结构破坏风险。在日常的分子生物学实验中，用于 DNA 扩增的 Taq DNA 聚合酶，在-20℃保存时，能在较长时间内保持良好的活性，满足实验需求。
（腺苷脱氨酶）
在日常实验室操作中，将酶保存在-20℃的冰箱中，结合适当的保护剂，就可以在较长时间内保持酶的活性。这种保存方式既能够满足日常使用的需求，又可以避免 - 80℃保存带来的问题。湖北新德晟作为酶制剂原料研发生产厂家，其供应产品齐全，催化活性高，适用于各类酶实验，如果您有采购需要，欢迎随时联系！
胆固醇氧化酶,酶制剂
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