酶分子基础

如题所述

酶分子的分类主要依据其化学组成,分为单纯酶和结合酶两大类。单纯酶由氨基酸残基组成的肽链构成,而结合酶则包含蛋白质(酶蛋白,即apoenzyme)和非蛋白成分,如金属离子、铁卟啉或含B族维生素的小分子有机物。结合酶的活性依赖于酶蛋白和辅助因子(cofactor)的完整结合,失去任何一方,酶活性将消失。辅助因子又分为辅基(prosthetic group),与酶蛋白共价键相连,和辅酶(coenzyme),通过非共价键相连。


金属离子在结合酶中发挥多重作用,它们可能构成活性中心,稳定酶构象,或者作为连接酶与底物的桥梁。辅酶和辅基在催化过程中负责传递氢离子和化学基团,虽然体内酶种类繁多,但辅助因子种类相对有限。例如,3-磷酸甘油醛脱氢酶和乳酸脱氢酶都使用NAD+作为辅酶,酶的专一性则由酶蛋白部分决定,辅酶和辅基则参与具体的反应过程。


酶的活性中心极其精巧,仅为酶分子的一部分,由具有不同功能基团的氨基酸残基组成,如-NH2、-COOH、-SH、-OH和咪唑基等。这些基团在结合底物和催化反应中发挥关键作用,形成具有三维空间结构的活性中心,容纳底物并催化其转化为产物。


酶的活性中心以外的必需基团同样重要,它们维持酶的空间构象并可能参与辅助因子的作用。酶原的激活,如消化酶原在特定条件下转变为有活性酶,是通过特异肽键断裂或肽段去除来促进活性中心形成的过程,具有生理上的重要意义。


同工酶是一类催化相同反应但结构各异的酶,如乳酸脱氢酶就有五种不同的同工酶形式。而别构酶通过结合别构剂改变分子构象,影响催化活性,例如代谢途径的调节就是通过别构酶的反馈抑制实现的。有些酶需要修饰后才能发挥作用,称为修饰酶,常见的修饰方式是共价修饰,如酶蛋白的磷酸化和去磷酸化。


在生物体中,多酶复合体和多酶体系是提高催化效率的策略。多酶复合体是物理上结合的酶群,如丙酮酸脱氢酶复合体,而多酶体系则是多个酶共同参与一个代谢途径,如糖酵解的多酶体系。多功能酶则是一酶分子具有多种催化活性的实例,如大肠杆菌DNA聚合酶和哺乳动物的脂肪酸合成酶。




扩展资料

酶(enzyme)催化特定化学反应的蛋白质、RNA或其复合体。是生物催化剂,能通过降低反应的活化能加快反应速度,但不改变反应的平衡点。绝大多数酶的化学本质是蛋白质。具有催化效率高、专一性强、作用条件温和等特点。酶参与人体所有的生命活动:比如思考,运动,睡眠,呼吸,愤怒,喜悦或者分泌荷尔蒙等都是以酶为中心的活动结果。酶的催化作用催动着机体充满活力的生化反应,催动着生命现象不断健康的运行。同时,国内权威医学证明,酶是人体内新陈代谢的催化剂,只有酶存在,人体内才能进行各项生化反应。人体内酶越多,越完整,其生命就越健康。而都市人普遍存在着缺酶的现象。

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