课外拓展


一、酶的化学本质

  多年来,酶的化学本质是蛋白质这一概念已被人们普遍接受,然而 20世纪80年代以来的科学研究表明,一些RNA分子也具有酶的催化功能。如一种叫RNaseP的酶,它是由20%的蛋白质和80%的RNA组成。科学家将这种酶中的蛋白质除去,同时提高Mg2+的浓度,他们发现留下来的RNA仍具有与该种酶相同的催化活性。后来的科学实验进一步证实,某些RNA分子与那些构成酶的蛋白质分子一样,都是效率非常高的生物催化剂。所以,概括地说,绝大多数的酶是蛋白质,少数的酶是RNA。

  具有酶活性的蛋白质按其化学组成,可分为简单蛋白和结合蛋白两类。简单蛋白质类的酶只由氨基酸组成,不含任何其它物质,如胃蛋白酶。结合蛋白质类的酶分子中,除含蛋白质外,还有非蛋白质的小分子物质,组成这些酶的蛋白质部分叫酶蛋白,非蛋白质部分称为辅酶与辅基。辅酶或辅基部分又称辅因子。辅酶与辅基并没有什么本质上的差别,只是它们与蛋白质部分结合的牢固程度不同而已。通常把那些与酶蛋白结合得比较松的,用透析法可以除去的小分子有机物叫辅酶;把那些与酶蛋白结合得比较紧的,用透析法不容易除去的小分子物质叫辅基。酶蛋白和辅因子单独存在时,都没有催化能力。只有两者结合在一起,才能起到酶的催化作用,这完整的酶分子叫做全酶。

二、酶的组成

  在反应中,酶作为蛋白质,其分子比大多数底物要大得多,因此,反应过程中酶与底物的接触只限于酶分子的少数基团或较小部位。酶分子中直接与底物结合并与酶催化作用直接有关的部位称为活性中心。一般认为,酶的活性中心有两个功能部位:接合部位和催化部位。与作用物结合的部位为接合部位,它决定酶的专一性;促进作用物发生化学作用的部位称为催化部位,它决定酶的催化能力。

三、酶催化作用的机理

  一个化学反应的发生,其反应物分子首先要获得足够的能量变到激活状态这样的分子称为活化分子,其所需的能量称为活化能。增加活化分子的数目就能加快反应的速度。酶的催化作用就是降低反应的活化能,从而提高了活化分子的能量,加快了反应速度。

  现在认为,酶进行催化作用时,首先要和底物结合,形成一中间络合物,它很容易转变为产物和酶。该过程可表示为:

  S(底物)+E(酶)→SE(中间络合物)→E(酶)+P(反应产物)

四、影响酶催化作用的因素

  除前面已经了解的酶浓度、底物浓度、温度、 pH等因素外,激活剂和抑制剂也影响着酶的催化活性。有的化合物能增强酶的活性或使非活性的酶变为活性酶,这类化合物称为酶的激活剂。例如,唾液淀粉酶需要加入Cl 后,活性才会增高;胰腺分泌的胰蛋白酶原无活性,经小肠黏膜分泌的肠激酶作用后,才能转变为有活性的胰蛋白酶。有的化合物能引起酶的催化活性下降或丧失,这种化合物叫做酶的抑制剂。如氰化物可以抑制细胞色素氧化酶。

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