酶
酶
又稱為酵素，是具有生物催化功能的生物大分子，即生物催化劑。人們已經發(fā)現(xiàn)兩類生物催化劑：
1. 普通酶(Enzyme)是有活細胞合成的、對其特異底物(Substrate)起高效催化作用的蛋白質，是機體內催化各種代謝反應的最主要的催化劑；
2. 核酶(Ribozyme)是具有高效、特異催化作用的核酸，是近年來發(fā)現(xiàn)的一類新的生物催化劑，其作用主要是參與RNA的剪接。
發(fā)現(xiàn)及發(fā)展
? 酶學的知識來源于生產實踐。酶的系統(tǒng)研究始于19世紀中葉對發(fā)酵本身的討論。
? 法國著名科學家巴斯德(Louis Pasteur)認為發(fā)酵是酵母細胞生命活動的結果，細胞破裂則失去發(fā)酵作用。
? 1897年，德國科學家Hans Büchner和Eduard Büchner兄弟首次成功地用不含細胞的酵母提取液實現(xiàn)了發(fā)酵，從而證明發(fā)酵過程并不需要完整的細胞。這一貢獻打開了通向現(xiàn)代酶學與現(xiàn)代生物化學的大門。
? 1926年，美國生化學家James B. Sumner第一次從刀豆得到脲酶結晶，并證明了脲酶的蛋白質本質。以后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)的兩千余種酶均證明化學本質是蛋白質。
? 直到1982年，Thomas Cech從四膜蟲rRNA前體的加工研究中首先發(fā)現(xiàn)rRNA前體本身具有自我催化作用，并提出了核酶的概念。
分類
:按照酶促反應的性質，酶可分為六大類：
1. EC1，氧化還原酶：催化底物進行氧化還原反應的酶類。例如，乳酸脫氫酶、琥珀酸脫氫酶、細胞色素氧化酶、過氧化氫酶、過氧化物酶等。
2. EC2，轉移酶：催化底物之間進行某些基團的轉移或交換的酶類。例如，甲基轉移酶、氨基轉移酶、己糖激酶、磷酸化酶等。
3. EC3，水解酶：催化底物發(fā)生水解反應的酶類。例如，淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、磷酸酶等。
4. EC4，裂合酶：催化從底物中移去一個基團并留下雙鍵的反應或其逆反應的酶類。例如，碳酸酐酶、醛縮酶、檸檬酸合酶等。
5. EC5，異構酶：催化各種同分異構體之間的相互轉化的酶類。例如，磷酸丙糖異構酶、消旋酶等。
6. EC6，連接酶：催化兩分子底物合成為一分子化合物，同時偶聯(lián)有ATP的磷酸鍵斷裂釋放能量的酶類。例如，谷氨酰胺合成酶、氨基酸:tRNA連接酶等。
? 國際系統(tǒng)分類法除按上述六類將酶依次編號外，還根據酶所催化的化學鍵的特點和參加反應的基團的不同，將每一大類又進一步分類。每種酶的分類編號均有四個數字組成，數字前冠以EC。編號中的第一個數字表示該酶屬于六大類中的哪一類；第二個數字表示該酶屬于哪一亞類；第三個數字表示亞-亞類；第四個數字是該酶在亞-亞類中的排序。
命名
特點
高效性
? 生命體系中發(fā)生的化學反應在沒有催化劑存在的情況下，許多反應實際上是難以進行的
? 與體外的化學反應相比，經酶催化的反應速度能增加107～1013倍
特異性
? 酶只對具有特定空間結構的某種底物起作用
? 例如，麥芽糖酶只能使α-葡萄糖苷鍵斷裂而對β-葡萄糖苷鍵無影響
立體化學專一性(鎖鑰假說)
? 酶具有對底物對映異構體的識別能力，只能于一種對映體作用，而對另一對映體不起作用
? 例如，胰蛋白酶只能水解由L-氨基酸形成的肽鍵，而不能作用于D-氨基酸形成的肽鍵；酵母中的酶只能對D-構型糖(如D-葡萄糖)發(fā)酵，而對L-構型無效
反應條件溫和
? 酶催化有機反應一般在pH 5-8范圍內進行(例外:胃蛋白質酶)。
? 典型條件是在常溫常壓pH接近7的水溶液中進行。
生物體內許多酶的催化反應是可逆反應許多時候我們需要將酶反應中的產品移離反應地方，使反應不斷向前進行，而產品也會不停出現(xiàn)。
酶促反應
en:Enzyme