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(jīng)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(zhì)，是機體內(nèi)催化各種代謝反應(yīng)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(chǎn)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(jié)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(jié)晶，并證明了脲酶的蛋白質(zhì)本質(zhì)。以后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)的兩千余種酶均證明化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)。
? 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(yīng)的性質(zhì)，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(yīng)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(zhuǎn)移酶：催化底物之間進行某些基團的轉(zhuǎn)移或交換的酶類。例如，甲基轉(zhuǎn)移酶、氨基轉(zhuǎn)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(yīng)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(yīng)或其逆反應(yīng)的酶類。例如，碳酸酐酶、醛縮酶、檸檬酸合酶等。
5. EC5，異構(gòu)酶：催化各種同分異構(gòu)體之間的相互轉(zhuǎn)化的酶類。例如，磷酸丙糖異構(gòu)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(jù)酶所催化的化學鍵的特點和參加反應(yīng)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(shù)字組成，數(shù)字前冠以EC。編號中的第一個數(shù)字表示該酶屬于六大類中的哪一類；第二個數(shù)字表示該酶屬于哪一亞類；第三個數(shù)字表示亞-亞類；第四個數(shù)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(yīng)在沒有催化劑存在的情況下，許多反應(yīng)實際上是難以進行的
? 與體外的化學反應(yīng)相比，經(jīng)酶催化的反應(yīng)速度能增加107～1013倍
特異性
? 酶只對具有特定空間結(jié)構(gòu)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(gòu)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(gòu)型糖(如D-葡萄糖)發(fā)酵，而對L-構(gòu)型無效
反應(yīng)條件溫和
? 酶催化有機反應(yīng)一般在pH 5-8范圍內(nèi)進行(例外:胃蛋白質(zhì)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(nèi)許多酶的催化反應(yīng)是可逆反應(yīng)許多時候我們需要將酶反應(yīng)中的產(chǎn)品移離反應(yīng)地方，使反應(yīng)不斷向前進行，而產(chǎn)品也會不停出現(xiàn)。
酶促反應(yīng)
en:Enzyme