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酶:高效生物催化剂,具专一性,温和易控制

时间:2023-10-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:酶作为生物催化剂与一般催化剂相比具有下列特性:催化效率非常高,酶促反应速率比非催化反应高108~1020倍,比其他催化反应高107~1013倍;高度的专一性,一种酶通常只作用于一类或一种特定物质;反应条件温和,酶促反应可以在常温、常压、接近中性的酸碱度下进行;易失活性;酶的活性可以受到多种形式的调节控制。

酶:高效生物催化剂,具专一性,温和易控制

生命的基本特征之一是新陈代谢,一切生物体体内时刻都在进行着一系列复杂的化学变化。生物体内几乎所有的化学反应都是由酶的催化完成的,因此可以认为没有酶便没有生命。

1.酶的化学本质

酶是一类由活细胞产生,并具有催化活性和高度专一性的特殊蛋白质。因此,酶的化学本质是蛋白质,并具有蛋白质的各种理化性质。

2.酶的组成

有些酶是简单蛋白质,其水解生成物全是氨基酸,催化活性只取决于蛋白质结构,如脲酶、淀粉酶、核糖核酸酶等。另一些酶则是结合蛋白,需要有非蛋白质组分才表现出酶的活性,在此类酶中,把不表现催化活性的蛋白质部分称为酶蛋白,非蛋白部分称为辅助因子,它包括金属离子及小分子有机物,这两部分的复合物称为全酶。全酶的酶蛋白决定着酶促反应的专一性与高效率,辅助因子在反应中直接传递电子原子或某些基团。

3.酶的分类

国际系统分类法根据酶促反应类型,把酶分为6 大类:

(1)氧化还原酶类,催化氧化还原反应

(2)转移酶类,催化功能基团转移反应;(www.xing528.com)

(3)水解酶类,催化水解反应

(4)裂解酶类,催化从底物移去一个基团而留下双键的反应或其逆反应;

(5)异构酶,催化异构体互相转变;

(6)合成酶,催化双分子合成一种新物质并同时使ATP 分解的反应。

4.酶的活性中心与特性

酶的特殊催化功能只局限于整个大分子的某一部分。在酶催化过程中,酶(E)首先与底物(S)结合成中间生成物(ES),然后再由中间生成物分解为生成物(P)和酶,即

酶的活性中心是指酶中直接与底物结合形成酶-底物复合物的区域。一般认为酶的活性中心有两个功能部位,直接与底物结合的部位称为结合部位,催化底物发生特定化学反应的部位称为催化部位。

酶作为生物催化剂与一般催化剂相比具有下列特性:(1)催化效率非常高,酶促反应速率比非催化反应高108~1020倍,比其他催化反应高107~1013倍;(3)高度的专一性,一种酶通常只作用于一类或一种特定物质;(3)反应条件温和,酶促反应可以在常温、常压、接近中性的酸碱度下进行;(4)易失活性;(5)酶的活性可以受到多种形式的调节控制。

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