酶，作为诊断试剂的重要原材料，其性能的优劣直接影响着下游产品的质量。深入理解酶学性质对于新产品的开发、工艺流程的优化、产品的运输和储存至关重要。酶的表征不仅是理论研究的基础，更是实践应用的关键。
然而，目前市场上的酶制剂往往只提供基础的酶学信息，对与应用性能相关联的表征不够全面，无法对应用测试提供有力参考，增加了酶应用开发测试的周期的和成本。因此，系统全面的酶学性能表征是连接理论研究与实践应用的重要桥梁，不仅能够指导酶在下游合理使用，还对生产效率和经济效益的提升有重要的作用。

动力学参数

催化效率与反应速率的标尺

在生物传感器的研发中，酶动力学参数的表征对于理解酶的催化机制、优化酶促反应条件以及设计基于酶的应用具有重要意义。较高 Vmax 意味着更快的响应时间和更高的信号输出强度；酶的KM 值低，则对底物有更高的亲和力，即使在低底物浓度下也能有效检测到目标分析物，具有更灵敏的信号，而Kcat / KM高的酶可以提供更快的响应时间和更高的灵敏度，从而实现更早更准确的检测。

图注：底物浓度对酶促反应速率的影响

图注：双倒数图

例如，Yang Y 等[1] 的研究表明米氏常数值较低的 AnGDH，与 1mM 低浓度葡萄糖反应产生了更大的电流信号，从而提升了检测灵敏度。因此，动力学参数不仅是研究酶功能的基础，也是推动生物技术和工业应用创新的关键工具。

图注：不同KM值的 AnGDH 与电流信号

底物谱

酶的专一性与广谱性的准绳

底物谱特指酶能够催化的一系列底物种类和范围，它不仅体现了酶的专一性，也展示了其灵活性。在临床医疗应用中，胆固醇酯酶主要负责催化胆固醇酯的水解反应，将胆固醇从脂蛋白或细胞膜中的胆固醇酯形式转化为游离胆固醇，而胆固醇酯酶与不同碳链长度的胆固醇酯的水解能力对早期评估心血管疾病的风险尤为重要。

为了确保应用测量的准确性，我们模拟实际应用场景，测定了市场主流产品胆固醇酯酶以不同碳链长度的胆固醇酯为底物时的分解能力，以覆盖人体内常见的胆固醇酯类型。通过底物谱的评测，发现不同厂家胆固醇酯酶产品之间对不同碳链长度的胆固醇酯的分解能力存在一定程度上的差异，这是一个值得关注的地方，试剂开发者选取不同的酯酶，由于底物谱的不同，试剂测值可能存在较大差异，酶底物谱表征可为产品开发方向和临床应用提供指引。

图注：不同胆固醇酯酶对不同碳链长度的胆固醇酯的水解能力

稳定性

酶的性能可靠性的试金石

稳定性是衡量酶承受极端条件能力的重要性能，包括半衰期、热加速稳定性、长期稳定性、冻融稳定性和开瓶稳定性。半衰期和热加速稳定性主要在热条件下评估酶在高温下抵抗不可逆变性的能力，模拟工业应用中的高温环境。冻融和开瓶稳定性则模拟运输和使用时的环境，全面评估酶在实际条件下的稳定性表现。长期稳定性则直接决定了产品的有效期。

阿伦尼乌斯方程（Arrhenius Equation）在化学领域有着广泛的应用。它不仅可以用于描述和预测温度对化学反应速率的影响，还可以用于计算反应的表观活化能、反应速率常数等。2022 年欧洲标准化委员会发表的《EN13640 体外诊断试剂稳定性检测》文件[2] 以及 2009 年美国临床和实验室标准化研究院（CLSI）发布的《EP25-A 体外诊断试剂稳定性评价》文件[3]均推荐了使用该方法预估体外诊断试剂的使用效期。Leidy D. Ardila-Leal 等人[4]利用 Arrhenius Equation 对漆酶 rPOXA 1B 在低温条件下的稳定性进行了预估，分别在 − 32.55 ± 4.12℃ , 4.32 ± 1.22℃ 和 24.99 ± 0.25℃ 下的半衰期为 230.8、46.2 和 12.6 个月。

图注：不同温度下的失活常数与时间的关系

表注：在研究温度下热失活时计算的 rPOXA 1B 的热力学参数

我们也利用 Arrhenius 模型对产品的效期进行预估参考。在 T7 RNA 聚合酶稳定性评估中，利用 Arrhenius 曲线模型，通过监测产品 20、25、30、37℃ 的稳定性情况，以初始活力的 90% 为失效点，计算出每个温度条件下的失活速率常数 Kd，再根据阿伦尼乌斯方程绘制 ln（Kd）与 1 / T 的关系图，通过 ln（Kd）与 1 / T 的线性回归关系，从斜率计算出活化能 Ea，从截距计算出指前因子 A，使用计算得到的 Ea 和 A，代入 Arrhenius 曲线中，可以预测所需温度下的失活速率 Kd。依此模型，推测出在 -20℃ 储存时，三批次的有效活力保存时间分别为 27.6 个月，30.6 个月和 31.8 个月，同时对产品进行长期稳定性的监测，18 个月无明显降低，给产品的有效期监测提供了有效的数据支撑。

图注：三批次产品 Arrhenius 拟合曲线及长期稳定性

激活剂与抑制剂

改变催化潜力的调节器

酶的活性可被激活剂和抑制剂调控。激活剂通过促进酶与底物结合或改变酶的构象来提高催化效率，包括无机离子，如某些金属离子，可参与多种酶促反应；有机小分子（如 NAD⁺ / NADH、FAD / FADH₂、CoA 等）作为辅因子在代谢中起关键作用；蛋白质和其他大分子（如调节蛋白和转录因子），通过调控机制影响酶活性；以及某些还原剂和表面活性剂，通过改变酶的构象提升其活性。

诊断酶原料在下游应用环境中会涉及到各种类型的金属离子、表面活性剂以及防腐剂等，其耐受性能对试剂的稳定性和诊断结果的准确性就尤为重要。

图注：过氧化氢酶对金属离子、表活、试剂的耐受能力

系统全面的酶学性能表征

除了动力学参数、底物谱、稳定性、激活剂和抑制剂之外，我们还全面评估了酶的活力、蛋白比活力、最适温度、最适 pH 值、温度和 pH 耐受性以及杂酶等关键指标。瀚海的原料酶产品，依托系统化且严谨的质控与评估体系，确保了产品的卓越品质与高度一致性，为满足客户的多样化应用需求提供了坚实可靠的数据支持，助力客户在科研探索与工业生产中取得更为显著的成就。

瀚海新酶产品

01、G3PO甘油-3-磷酸氧化酶

产品基本信息

核心性能对比一览表

优异的热稳定性

酶液热稳情况

（A）不同温度孵育 30min 后的酶活残余；

（B）50℃ 孵育 40min 的酶活残余。

更宽的pH值稳定范围

不同 pH 值下的相对酶活以 pH 7.5 时的酶活为 100%

耐受多种表面活性剂和金属离子

在试剂盒中的应用测试

02、原料产品信息

参考文献

[1] Yang Y , Huang L , Wang J ,et al. Expression, characterization and mutagenesis of an FAD-dependent glucose dehydrogenase from Aspergillus terreus[J]. Enzyme Microb Technol, 2015, 68:43-49. 

[2] European Committee for Standardization. EN 13640 Stability testing of in vitro diagnostic reagents[S]. Brussels: European Committee for Standardization, 2002.[3] CLSI. EP25-P Evaluation of stability of in vitro diagnostic reagents[S]. Wayne, PA: CLSI, 2009.[4]Ardila-Leal, Leidy D., et al. "Recombinant laccase rPOXA 1B real-time, accelerated and molecular dynamics stability study." BMC biotechnology 21.1 (2021): 37.

编辑排版丨品牌部审核丨特种酶研发部、品牌部                        

图片来源丨瀚海新酶

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