又称为酵素,是具有生物催化功能的生物大分子,即生物催化剂。人们已经发现两类生物催化剂:

.普通酶(Enzyme)是有活细胞合成的、对其特异底物(Substrate)起高效催化作用的蛋白质,是机体内催化各种代谢反应的最主要的催化剂;

2.核酶(Ribozyme)是具有高效、特异催化作用的核酸,是近年来发现的一类新的生物催化剂,其作用主要是参与RNA的剪接。

发现及发展

?酶学的知识来源于生产实践。酶的系统研究始于19世纪中叶对发酵本身的讨论。

?法国著名科学家巴斯德(Louis Pasteur)认为发酵是酵母细胞生命活动的结果,细胞破裂则失去发酵作用。

?1897年,德国科学家Hans Büchner和Eduard Büchner兄弟首次成功地用不含细胞的酵母提取液实现了发酵,从而证明发酵过程并不需要完整的细胞。这一贡献打开了通向现代酶学与现代生物化学的大门。

?1926年,美国生化学家James B. Sumner第一次从刀豆得到脲酶结晶,并证明了脲酶的蛋白质本质。以后陆续发现的两千余种酶均证明化学本质是蛋白质。

?直到1982年,Thomas Cech从四膜虫rRNA前体的加工研究中首先发现rRNA前体本身具有自我催化作用,并提出了核酶的概念。

分类

:按照酶促反应的性质,酶可分为六大类:

.EC1,氧化还原酶:催化底物进行氧化还原反应的酶类。例如,乳酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、细胞色素氧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶等。

2.EC2,转移酶:催化底物之间进行某些基团的转移或交换的酶类。例如,甲基转移酶、氨基转移酶、己糖激酶、磷酸化酶等。

3.EC3,水解酶:催化底物发生水解反应的酶类。例如,淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、磷酸酶等。

4.EC4,裂合酶:催化从底物中移去一个基团并留下双键的反应或其逆反应的酶类。例如,碳酸酐酶、醛缩酶、柠檬酸合酶等。

5.EC5,异构酶:催化各种同分异构体之间的相互转化的酶类。例如,磷酸丙糖异构酶、消旋酶等。

6.EC6,连接酶:催化两分子底物合成为一分子化合物,同时偶联有ATP的磷酸键断裂释放能量的酶类。例如,谷氨酰胺合成酶、氨基酸:tRNA连接酶等。

? 国际系统分类法除按上述六类将酶依次编号外,还根据酶所催化的化学键的特点和参加反应的基团的不同,将每一大类又进一步分类。每种酶的分类编号均有四个数字组成,数字前冠以EC。编号中的第一个数字表示该酶属于六大类中的哪一类;第二个数字表示该酶属于哪一亚类;第三个数字表示亚-亚类;第四个数字是该酶在亚-亚类中的排序。

命名

特点

高效性

?生命体系中发生的化学反应在没有催化剂存在的情况下,许多反应实际上是难以进行的

?与体外的化学反应相比,经酶催化的反应速度能增加107~1013倍

特异性

?酶只对具有特定空间结构的某种底物起作用

?例如,麦芽糖酶只能使α-糖苷键断裂而对β-糖苷键无影响

立体化学专一性(锁钥假说)

?酶具有对底物对映异构体的识别能力,只能于一种对映体作用,而对另一对映体不起作用

?例如,胰蛋白酶只能水解由L-氨基酸形成的肽键,而不能作用于D-氨基酸形成的肽键;酵母中的酶只能对D-构型糖(如D-糖)发酵,而对L-构型无效

反应条件温和

?酶催化有机反应一般在pH 5-8范围内进行(例外:胃蛋白质酶)。

?典型条件是在常温常压pH接近7的水溶液中进行。

生物体内许多酶的催化反应是可逆反应许多时候我们需要将酶反应中的产品移离反应地方,使反应不断向前进行,而产品也会不停出现。

酶促反应

en:Enzyme

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