酶的结构与功能在《水处理微生物学》中的重要成果

2.2.3.1　酶的组成

酶的组成有两类：单成分酶和全酶。

1.单成分酶

由简单蛋白质构成的单纯酶。

2.全酶

酶蛋白和辅因子结合成的完整分子。即全酶=酶蛋白+辅助因子（辅酶或辅基）。只有全酶才有催化活性，将酶蛋白和辅助因子分开后均无催化作用。酶的蛋白部分确定酶催化作用的专一性和高效率。辅酶及辅基决定酶促反应的类型。辅酶及辅基起着递氢、传递电子或者转移某些化学基团的作用。

2.2.3.2　酶的辅助因子

酶的辅助因子包括辅酶和辅基。与酶蛋白结合比较疏松并可用透析方法除去的称为辅酶；与酶蛋白结合牢固，不能用透析方法除去的称为辅基。

辅酶及辅基从其化学本质可分为三类。

1.无机金属元素

铜、锌、锰、镁、铁等，它们在酶分子中的作用是：维持酶分子活性构象；通过氧化还原传递电子；连接酶和底物；离子所带的电荷影响酶的活性。(www.xing528.com)

2.小分子有机物

维生素、铁卟啉等，它们在细胞内不能合成，必须由外界供应或补充。维生素分为脂溶性（A、D、E、K）和水溶性（C、B族）两大类。B族维生素的缺乏会导致各种酶促反应障碍，以致代谢失常。

3.蛋白质辅酶

某些蛋白质起辅酶作用，它们自身不起催化作用，但是某些酶是所必需的。它们一般是比较小的分子，而且比大多数的酶具有更高的热稳定性，主要通过递氢或传递电子起作用。

2.2.3.3　酶蛋白的结构

酶蛋白由20多种氨基酸组成，这些氨基酸按照一定的排列顺序由肽键（—CO—NH—）连接成多肽链，肽链之间或者一条多肽链卷曲后相邻的基团之间以氢键、盐键、酯键、疏水键、范德华引力及金属键等相连接而成。酶蛋白的结构分一级、二级和三级结构，少数酶具有四级结构（见图2.2）。一级结构是酶本身的结构；二级结构是多肽链形成的初级空间结构，此时的酶蛋白已经变性。

酶的活性主要与一级结构有关，受二级结构的影响较小。有时二级结构比一级结构更为重要，因为活性中心需要借助一定的空间结构才能得以维持。

图2.2　酶蛋白的结构图

（a）一级结构；（b）二级结构；（c）三级结构；（d）四级结构