一、基本性质

EDTA（乙二胺四乙酸）是一种有机化合物，常温常压下为白色粉末，能溶于氢氧化钠、碳酸钠及氨溶液中，微溶于冷水，不溶于醇及一般有机溶剂。

EDTA分子中含有两个氨基（-NH2）和四个羧基（-COOH）。这两个氨基提供了两个氮原子作为配位原子，而四个羧基则提供了四个氧原子作为配位原子，共计六个配位原子,可以与金属离子形成稳定的配位键。这种配位能力使得EDTA能够与多种金属离子形成紧密结合的络合物。

二、在分子生物学中的作用

EDTA（乙二胺四乙酸）在分子生物学中具有广泛的应用，主要得益于其强效的螯合能力，从而阻止这些离子参与不必要的化学反应。以下总结了EDTA在分子生物学中的几个主要应用：

1.作为稳定剂

质粒DNA的分离与纯化：在质粒DNA的提取过程中，EDTA被用作缓冲液的一部分，通过与溶液中的金属离子结合，维持提取环境的稳定性，防止金属离子对质粒DNA的破坏。

DNA和RNA的保存：EDTA因其能够螯合溶液中的金属离子，减少这些离子对DNA和RNA的降解作用，因此常被用于制备DNA和RNA的保存液。

2.抑制酶活性

抑制DNA酶的活性：DNA酶是一种能够降解DNA的酶，在细胞破碎后，如果没有有效的抑制剂，DNA酶可能会降解DNA，导致实验结果不准确。通过添加EDTA，可以有效地抑制DNA酶的活性，保护DNA不被降解，从而确保实验结果的准确性。

金属依赖的酶促反应：由于金属离子是许多酶促反应所必需的，EDTA的存在会停止这些酶的活性。因此，在需要抑制金属依赖的酶促反应的实验中，EDTA也发挥着重要作用。

3.电泳实验

在电泳过程中，金属离子可能与带电的生物分子（如DNA、RNA或蛋白质）发生相互作用，导致电泳条带模糊或迁移速度异常。EDTA通过螯合这些金属离子，减少了它们对电泳过程的干扰，确保带电分子能够按照预定的路径和速度迁移,从而提高了电泳结果的准确性和可靠性。

4.细胞解离

在细胞解离过程中，EDTA主要螯合的是Ca²⁺和Mg²⁺这两种二价金属离子。由于Ca²⁺和Mg²⁺是细胞膜的重要组成部分，具有凝集细胞的功能，它们通过参与细胞间的黏附因子作用，维持细胞的连接和完整性。EDTA与这些金属离子结合后，能够破坏细胞之间的连接，降低细胞的粘附能力，从而促进细胞的解离。

在细胞培养和处理过程中，胰酶等消化酶常被用于去除细胞表面的蛋白质，促进细胞从培养瓶或培养皿上脱落。然而，有些细胞可能由于粘附能力较强而难以被单独使用胰酶消化。此时，EDTA的加入可以与胰酶协同作用，增强细胞的解离效果。EDTA破坏细胞间的连接后，胰酶能够更高效地水解细胞间的蛋白质，从而加速细胞与培养表面的脱离速度。

4.抗凝剂

EDTA的二钠或三钾盐形式还可用作抗凝剂，EDTA的抗凝作用是通过与血液中的钙离子（Ca²⁺）结合形成稳定的螯合物，从而阻止钙离子参与凝血过程。钙离子在凝血过程中起着至关重要的作用，它是多个凝血反应步骤中的关键因子。EDTA通过螯合钙离子，有效地抑制了凝血反应链的启动和进行，从而达到了抗凝的效果。

EDTA对血细胞形态的影响较小，特别是对红细胞和白细胞的影响较小。这使得EDTA成为血细胞计数和形态学检查中常用的抗凝剂。然而，需要注意的是，EDTA可能会抑制或干扰纤维蛋白凝块形成时纤维蛋白单体的聚合，因此不适于血凝和血小板功能的检测。

EDTA主要用于静脉血液标本的抗凝，适用于全血分析、血细胞计数、血红蛋白测定等多种血液学检查。其优点是抗凝效果稳定，对血细胞形态影响小，且操作简便。

4.其他应用

EDTA还被用于制备许多分子生物学实验所需的溶液，如TAE、TBE等电泳缓冲液，以及再悬浮缓冲液（用于分离质粒）等。

在某些研究中，EDTA还被用于评估生物素标记的荧光素的摄取和释放等。

三、抑制酶活的具体机制

EDTA（乙二胺四乙酸）抑制酶活性的具体机制主要涉及到其螯合金属离子的能力。酶在发挥其活性时，通常需要一些金属离子（如Mg²⁺、Ca²⁺等）作为辅基或激活剂。这些金属离子在酶的活性中心起到关键的结构和功能作用。EDTA作为一种强效的金属离子螯合剂，能够与这些金属离子形成稳定的络合物，从而剥夺了DNA酶所需的金属离子辅基。当EDTA与这些金属离子结合后，它们就无法再与DNA酶结合，导致DNA酶的活性中心结构发生改变，进而抑制了DNA酶的活性。

具体来说，EDTA抑制DNA酶活性的机制可以归纳为以下几点：

1.螯合金属离子：EDTA通过其四个羧基与金属离子形成多齿配位络合物，这种络合物非常稳定，使得金属离子无法再参与DNA酶的催化反应。

2.改变DNA酶活性中心结构：金属离子在DNA酶的活性中心起到重要的结构支撑和催化作用。当这些金属离子被EDTA螯合后，DNA酶的活性中心结构可能发生变化，导致酶无法正确识别并结合DNA底物，从而抑制了DNA酶的催化活性。

3.降低DNA酶对DNA的亲和力：金属离子的存在可以增加DNA酶对DNA底物的亲和力。当这些金属离子被EDTA去除后，DNA酶对DNA底物的亲和力降低，使得酶更难与DNA结合并催化其降解。