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粪臭素即3-甲基吲哚,有极强的粪臭味,是人和动物体内色氨酸的代谢产物,人摄取的很多食物中(如多种肉类等)本身也含有粪臭素。粪臭素对人、动物及环境均有一定的危害作用,含有粪臭素或可以转变为粪臭素的外源性食物进入体内后,粪臭素将不可避免地与动物和人体内的消化酶发生作用,人和动物通过皮肤吸收的来自外界环境中的粪臭素也有可能与体内的消化酶发生作用,因此我们研究了粪臭素对几种重要消化酶部分性质的影响。我们选择了在消化淀粉和糖类物质中起重要作用的α-淀粉酶以及在蛋白质消化过程中起主要作用的胃蛋白酶和胰蛋白酶。本文首先研究了粪臭素对α-淀粉酶、胃蛋白酶及胰蛋白酶活性的影响,接着通过紫外光谱法和荧光光谱法进一步研究了粪臭素对这三种重要消化酶结构的影响。
研究发现粪臭素对三种消化酶均有一定程度的抑制作用,其对胰蛋白酶的抑制率最高,对胃蛋白酶的抑制率最低。当粪臭素与酶的终浓度比为5/1时,粪臭素对这三种酶的抑制率分别达到32.4%、28.7%及26.6%。
当向三种消化酶中加入不同浓度的粪臭素时,随着粪臭素浓度的增加,α-淀粉酶在265 nm附近、胃蛋白酶在275 nm附近及胰蛋白酶在270 nm附近的紫外吸收峰均有一定程度的升高。
通过实验我们得知粪臭素对三种消化酶的内源荧光均有很强的猝灭作用,根据Stem-Volmer方程作粪臭素对三种消化酶猝灭的F<,0>/F~[Q]曲线,可得出粪臭素对α-淀粉酶、胃蛋白酶及胰蛋白酶的的表观猝灭常数Kq分别为2.42×10<12>L/mol·s、1.93×10<12> L/mol·s及2.72×10<12> L/mol·s,远远大于各种猝灭剂对生物大分子的最大扩散碰撞常数2.0×10<10> L/mol·s,表明粪臭素对三种酶的荧光猝灭并不是由于分子扩散和动态碰撞引起的,很可能是由于有机小分子粪臭素“镶嵌”于酶分子之间,彼此结合形成了某种特定结构的缔合物而引起的静态猝灭。以lg[(F<,0>-F)/F]对lg[Q]作线性拟合,即可求出粪臭素与三种酶的结合常数K和结合位点数n,其中粪臭素与α-淀粉酶的结合位点数n为0.83,结合常数K为4.61×10<3>L/mol,与胃蛋白酶的结合位点数n为0.82,结合常数K为3.49x10<3> L/mol,与胰蛋白酶的结合位点数n为1.10,结合常数K为6.20×10<4>L/mol。