第1節 降低化學反應活化能的酶
按照酶的化學組成可以將酶分為以下兩類。
(1)單純蛋白質酶 有些酶只是多肽鏈,除了氨基酸不含任何其他化學物質,也就是說有些酶是單純蛋白質,如胰臟的核糖核酸酶、淀粉酶等。
(2)結合蛋白質酶 有些酶除了蛋白質外,還含有一些對熱穩定的非蛋白質類小分子物質或金屬離子,即由蛋白質部分和非蛋白質部分組成。結合蛋白質酶的蛋白質部分稱為脫輔酶,非蛋白質部分稱為輔因子。脫輔酶與輔因子結合后所形成的復合物稱為“全酶”,即全酶=脫輔酶+輔因子。在酶催化時,一定要有脫輔酶和輔因子同時存在才起作用,二者各自單獨存在時,均無催化作用。脫輔酶部分決定酶催化的專一性,輔酶(輔基)在酶催化中通常是起著電子、原子或某些化學基團的傳遞作用,大部分輔酶是維生素或維生素的衍生物。
4.酶的簡單分類
國際酶學委員會(i. e. c)規定,按酶促反應的性質,可把酶分成六大類。
(1)氧化還原酶類 指催化氧化還原反應的酶類,又可分為氧化酶和脫氫酶兩類,如乳酸脫氫酶、琥珀酸脫氫酶、細胞色素氧化酶、過氧化氫酶等。
(2)轉移酶類 指催化化合物某些基團的轉移,即將一種分子上的某一基團轉移到另一種分子上的酶類,如轉甲基酶、轉氨酶、己糖激酶、磷酸化酶等。
(3)水解酶類 指催化底物發生水解反應的酶類,如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、磷酸酶等。
(4)裂合酶類 指催化從底物移去一個基團而形成雙鍵的反應及其逆反應的酶類,如檸檬酸合成酶、醛縮酶等。
(5)異構酶類 指催化各種同分異構體之間相互轉化的酶類,如磷酸丙糖異構酶、消旋酶等。
(6)連接酶類 指催化兩分子底物合成為一分子化合物,同時還必須偶聯有atp的磷酸鍵斷裂的酶類,如谷氨酰胺合成酶、氨基酸—trna連接酶等。
5.酶的作用機理
酶催化反應的某些獨特性質為許多酶促反應所共有,可概括如下。
(1)酶反應可分為兩類,一類反應僅僅涉及到電子的轉移,另一類反應涉及到電子和質子兩者或者其他基團的轉移,大部分反應屬于第二類。
(2)酶的催化作用是由氨基酸側鏈上的功能基團和輔酶為媒介的。
(3)酶催化反應的最適ph范圍通常是狹小的。
(4)與底物相比較,酶分子很大,而活性部位通常只比底物稍大一些。這是因為在大多數情況下,只有活性部位圍著底物。此外,一個巨大的酶結構對穩定活性部位的構象是必要的。
(5)酶除了具有進行催化反應所必需的活性基團外,還有別的特性,使酶促反應的進行更有利,并使更復雜的多底物反應按一定途徑進行,這些已超過了較簡單的催化劑的范疇。酶的復雜的折疊結構使這些作用成為可能。
6.影響酶作用的因素
酶的催化活性的強弱以單位時間(每分)內底物減少量或產物生成量來表示。研究某一因素對酶促反應速率的影響時,應在保持其他因素不變的情況下,單獨改變研究的因素。
影響酶促反應的因素常有:酶的濃度、底物濃度、ph值、溫度、抑制劑、激活劑等。其變化規律有以下特點。
(1)酶濃度對酶促反應的影響在底物足夠,其他條件固定的條件下,反應系統中不含有抑制酶活性的物質及其他不利于酶發揮作用的因素時,酶促反應的速率與酶濃度成正比。
(2)底物濃度對酶促反應的影響在底物濃度較低時,反應速率隨底物濃度增加而加快,反應速率與底物濃度近乎成正比;在底物濃度較高時,底物濃度增加,反應速率也隨之加快,但不顯著;當底物濃度很大,且達到一定限度時,反應速率就達到一個最大值,此時即使再增加底物濃度,反應速率幾乎不再改變。