《生物酶介紹》word版

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1、http://www.docin.com/sundae_meng生物酶介紹酶（又稱酵素，英語：Enzyme），指具有生物催化功能的高分子物質(zhì)。在酶的催化反應(yīng)體系中，反應(yīng)物分子被稱為受質(zhì)，受質(zhì)通過酶的催化轉(zhuǎn)化為另一種分子。幾乎所有的細(xì)胞活動進(jìn)程都需要酶的參與，以提高效率。與其他非生物催化劑相似，酶通過降低化學(xué)反應(yīng)的活化能（用Ea或ΔG?表示）來加快反應(yīng)速率，大多數(shù)的酶可以將其催化的反應(yīng)之速率提高上百萬倍；同樣，酶作為催化劑，本身在反應(yīng)過程中不被消耗，也不影響反應(yīng)的化學(xué)平衡。與其他非生物催化劑不同的是，酶具有

2、高度的專一性，只催化特定的反應(yīng)或產(chǎn)生特定的構(gòu)型。目前已知的可以被酶催化的反應(yīng)有約4000種。雖然酶大多是蛋白質(zhì)，但少數(shù)具有生物催化功能的分子并非為蛋白質(zhì)，有一些被稱為核酶的RNA分子和一些DNA分子。同樣具有催化功能。此外，通過人工合成所謂人工酶也具有與酶類似的催化活性。有人認(rèn)為酶應(yīng)定義為具有催化功能的生物大分子，即生物催化劑，則該定義中酶包含具有催化功能的蛋白質(zhì)和核酶。酶的催化活性可以受其他分子影響：抑制劑是可以降低酶活性的分子；活化劑則是可以增加酶活性的分子。有許多藥物和毒藥就是酶的抑制劑。酶的活性還

3、可以被溫度、化學(xué)環(huán)境（如pH值）、受質(zhì)濃度以及電磁波（如微波）等許多因素所影響。酶在工業(yè)和人們的日常生活中的應(yīng)用也非常廣泛。例如，藥廠用特定的合成酶來合成抗生素；加酶洗衣粉通過分解蛋白質(zhì)和脂肪來幫助除去衣物上的污漬和油漬。法國科學(xué)家路易u(yù)24052x斯德酶的發(fā)現(xiàn)來源于人們對發(fā)酵機(jī)理的逐漸了解。早在18世紀(jì)末和19世紀(jì)初，人們就認(rèn)識到食物在胃中被消化。用植物的提取液可以將淀粉轉(zhuǎn)化為糖，但對于其對應(yīng)的機(jī)理則并不了解。到了19世紀(jì)中業(yè)，法國科學(xué)家路易.u24052X斯德對蔗糖轉(zhuǎn)化為酒精的發(fā)酵過程進(jìn)行了研究，

4、認(rèn)為在酵母細(xì)胞中存在一種活力物質(zhì)，命名為「酵素」（ferment）。他提出發(fā)酵是這種活力物質(zhì)催化的結(jié)果，并認(rèn)為活力物質(zhì)只存在于生命體中，細(xì)胞破裂就會失去發(fā)酵作用。1878年，德國生理學(xué)家威廉·u23624X內(nèi)首次提出了酶（enzyme）這一概念。隨后，酶被用于專指胃蛋白酶等一類非活體物質(zhì)，而酵素（ferment）則被用于指由活體細(xì)胞產(chǎn)生的催化活性。德國科學(xué)家愛德華·u27604X希納這種對酶的錯誤認(rèn)識很快得到糾正。1897年，德國科學(xué)家愛德華·u27604X希納開始對不含細(xì)胞的酵母提取液進(jìn)行發(fā)酵研究

5、，通過在柏林洪堡大學(xué)所做的一系列實驗最終證明發(fā)酵過程并不需要完整的活細(xì)胞存在。他將其中能夠發(fā)揮發(fā)酵作用的酶命名為發(fā)酵酶（zymase）。http://www.docin.com/sundae_meng這一貢獻(xiàn)打開了通向現(xiàn)代酶學(xué)與現(xiàn)代生物化學(xué)的大門，其本人也因「發(fā)現(xiàn)無細(xì)胞發(fā)酵及相應(yīng)的生化研究」而獲得了1907年的諾貝爾化學(xué)獎。在此之后，酶和酵素兩個概念合二為一，并依據(jù)比希納的命名方法，酶的發(fā)現(xiàn)者們根據(jù)其所催化的反應(yīng)將它們命名。通常酶的英文名稱是在催化受質(zhì)或者反應(yīng)類型的名字最后加上‐ase的后綴，而對應(yīng)中文命

6、名也采用類似方法，即在名字最后加上「酶」。例如，乳糖酶（lactase）是能夠剪切乳糖（lactose）的酶；DNA聚合酶（DNApolymerase）能夠催化DNA聚合反應(yīng)。人們在認(rèn)識到酶是一類不依賴于活體細(xì)胞的物質(zhì)后，下一步工作就是鑒定其生化組成成分。許多早期研究者指出，一些蛋白質(zhì)與酶的催化活性相關(guān)；但包括諾貝爾獎得主里夏德·u32173X爾施泰特在內(nèi)的部分科學(xué)家認(rèn)為酶不是蛋白質(zhì)，他們辯稱那些蛋白質(zhì)只是酶分子的攜帶者，蛋白質(zhì)本身并不具有催化活性。1926年，美國生物化學(xué)家詹姆斯·u34217X姆納

7、完成了一個決定性的實驗。他首次從刀豆得到尿素酶結(jié)晶，并證明了尿素酶的蛋白質(zhì)本質(zhì)。其后，薩姆納在1931年在過氧化氫酶的研究中再次證實了酶為蛋白質(zhì)。約翰·u38669X華德·u63837X思羅普和溫德爾·u26757X雷迪思·斯坦利通過對胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶等消化性蛋白酶的研究，最終確認(rèn)蛋白質(zhì)可以是酶。以后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)的兩千余種酶均證明酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。以上三位科學(xué)家因此獲得1946年度諾貝爾化學(xué)獎。由于蛋白質(zhì)可以結(jié)晶，通過X射線晶體學(xué)就可以對酶的三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。第一個獲得結(jié)構(gòu)解析的酶分

8、子是溶菌酶，一種在眼淚、唾液和蛋清中含量豐富的酶，其功能是溶解細(xì)菌外殼。溶菌酶結(jié)構(gòu)由戴維·u33778X利浦（DavidPhillips）所領(lǐng)導(dǎo)的研究組解析，并于1965年發(fā)表。這一成果的發(fā)表標(biāo)志著結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究的開始，高分辨率的酶三維結(jié)構(gòu)使得對于酶在分子水平上的工作機(jī)制的了解成為可能。1980年代，托馬斯·u64000X赫和雪梨·u22887X爾特曼分別從四膜蟲的rRNA前體的加工研究和細(xì)菌的核糖核酸酶P復(fù)合物的研究中