来自 生物 2019-07-17 18:25 的文章
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酶的催化作用史

  酶(enzyme),早期是指in yeast 在酵母中的意思,指由生物体内活细胞产生的一种生物催化剂。大多数由蛋白质组成(少数为RNA)。能在机体中十分温和的条件下,高效率地催化各种生物化学反应,促进生物体的新陈代谢。生命活动中的消化、吸收、呼吸、运动和生殖都是酶促反应过程。酶是细胞赖以生存的基础。细胞新陈代谢包括的所有化学反应几乎都是在酶的催化下进行的。如哺乳动物的细胞就含有几千种酶。它们或是溶解于细胞液中,或是与各种膜结构结合在一起,或是位于细胞内其他结构的特定位置上。这些酶统称胞内酶;另外,还有一些在细胞内合成后再分泌至细胞外的酶──胞外酶。酶催化化学反应的能力叫酶活力(或称酶活性)。酶活力可受多种因素的调节控制,从而使生物体能适应外界条件的变化,维持生命活动。没有酶的参与,新陈代谢只能以极其缓慢的速度进行,生命活动就根本无法维持。例如食物必须在酶的作用下降解成小分子,才能透过肠壁,被组织吸收和利用。在胃里有胃蛋白酶,在肠里有胰脏分泌的胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶等。又如食物的氧化是动物能量的来源,其氧化过程也是在一系列酶的催化下完成的。

  1、相同点:1)改变化学反应速率,本身几乎不被消耗;2)只催化已存在的化学反应;3)加快化学反应速率,缩短达到平衡时间,但不改变平衡点;4)降低活化能,使化学反应速率加快。5)都会出现中毒现象。

  2、专一性:一种酶只能催化一种或一类底物,如蛋白酶只能催化蛋白质水解成多肽;

  5、活性可调节性:包括抑制剂和激活剂调节、反馈抑制调节、共价修饰调节和变构调节等。

  一般来说,动物体内的酶最适温度在35到40℃之间,植物体内的酶最适温度在40-50℃之间;细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大,有得酶最适温度可高达70℃。动物体内的酶最适PH大多在6.5-8.0之间,但也有例外,如胃蛋白酶的最适PH为1.5,植物体内的酶最适PH大多在4.5-6.5之间。

  酶的这些性质使细胞内错综复杂的物质代谢过程能有条不紊地进行,使物质代谢与正常的生理机能互相适应.若因遗传缺陷造成某个酶缺损,或其它原因造成酶的活性减弱,均可导致该酶催化的反应异常,使物质代谢紊乱,甚至发生疾病.因此酶与医学的关系十分密切。

  所谓酶(Enzyme),在希腊语里,就是存在于酵母(zyme)中的意思。也就是,在酵母中各样各样进行着生命活动的物质被发现,然后被这样命名。此时,“酵母”始终是活着的生命体=微生物、“酶”是活着的物质 = 制造出生命活动的不可思议的物质(按影象来说叫存活物质可能更好)。

  但是酶不等於酵母:只可以说酵母是自然界所有生物体重单位体积内含酶种类及酶最丰富的!尤其是啤酒酵母!

  酵母是单细胞微生物,内含有许多酶,酵母具备细胞组织,而酶则是蛋白质,通常一个酵母菌里有数千种蛋白质,所以说酵母含有酶,但酶不等於酵母。

  1773年,意大利科学家斯帕兰扎尼(L.Spallanzani,1729—1799)设计了一个巧妙的实验:将肉块放入小巧的金属笼中,然后让鹰吞下去。过一段时间他将小笼取出,发现肉块消失了。于是,他推断胃液中一定含有消化肉块的物质。但是什么,他不清楚。

  1836年,德国科学家施旺(T.Schwann,1810—1882)从胃液中提取出了消化蛋白质的物质。解开胃的消化之谜。

  1926年,美国科学家萨姆钠(J.B.Sumner,1887—1955)从刀豆种子中提取出脲酶的结晶,并通过化学实验证实脲酶是一种蛋白质。

  20世纪30年代,科学家们相继提取出多种酶的蛋白质结晶,并指出酶是一类具有生物催化作用的蛋白质。

  20世纪80年代,美国科学家切赫(T.R.Cech,1947—)和奥特曼(S.Altman,1939—)发现少数RNA也具有生物催化作用。

  1.根据酶所催化的底物:如水解淀粉的酶称为淀粉酶,水解蛋白质的称为蛋白酶;有时还加上来源,以区别不同来源的同一类酶,如胃蛋白酶、胰蛋白酶等等。

  2.根据酶所催化的反应类型:催化底物分子水解的称为水解酶,催化还原反应的称为还原酶。

  也有根据上述两项原则综合命名或加上酶的其它特点,如琥珀酸脱氢酶、碱性磷酸酶等等。

  习惯命名较简单,习用较久,但缺乏系统性又不甚合理,以致造成某些酶的名称混乱。如:肠激酶和肌激酶,从字面看,很似来源不同而作用相似的两种酶,实际上它们的作用方式截然不同。又比如:铜硫解酶和乙酰辅酶A转酰基酶实际上是同一种酶,但名称却完全不同。

  鉴于上述情况和新发现的酶不断增加,为适应酶学发展的新情况,国际生化协会酶委员会推荐了一套系统的酶命名方案和分类方法,决定每一种酶应有系统名称和习惯名称。同时每一种酶有一个固定编号。

  酶的系统命名是以酶所催化的整体反应为基础的。规定,每种酶的名称应明确写出底物名称及其催化性质。若酶反应中有两种底物起反应,则这两种底物均需列出,当中用“:”分隔开。

  例如:谷丙转氨酶(习惯名称)写成系统名时,应将它的两个底物“L-丙氨酸”“α-酮戊二酸”同时列出,它所催化的反应性质为转氨基,也需指明,故其名称为“L-丙氨酸:α-酮戊二酸转氨酶”。

  催化从底物分子双键上加基团或脱基团反应,即促进一种化合物分裂为两种化合物,或由两种化合物合成一种化合物。

  促进两分子化合物互相结合,同时ATP分子(或其它三磷酸核苷)中的高能磷酸键断裂,即催化分子间缔合反应。

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