酶-论文

酶

研究酶的结构及其在生物化学和化学反应中的作用原理等理论的化学。

酶化学是一门交叉学科，对其研究具有广阔的前景。

酶促反应动力学是酶化学的主要内容之一，这方面的研究具有重要的理

论和实践意义。

酶化学是生物化学研究的重点之一。酶是一组蛋白质，其生物化学的功

能是催化生命体系中的化学反应。在生物体中，酶不是单独存在，而是作为复

合的“多酶”的一部份存在。如果将一个活的细胞比作一个工厂，那么各种酶

可被看作各种机器，它们协同作用使原料（例如，钢）转化为最终产品（如

汽车）的零件。上述观点在酶化学的发展中起过重要作用。

酶的概念

酶是一类由活性细胞产生的具有催化作用和高度专一性的特殊蛋白质。简单

说，酶是

一类由活性细胞产生的生物催化剂。

酶的化学本质

酶是一类具有生物催化作用的有机物。绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA.

酶的产生场所与作用场所

酶是在活细胞中产生的,所有的活细胞均可以产生酶.酶既可以在细胞内发

挥作用,比如线粒体内的呼吸氧化酶和叶绿体中的光合作用酶等,也可以分泌到

细胞外起作用,比如唾液淀粉酶、胃蛋白酶等各种消化酶.不仅如此,在体外适宜

的条件下酶也具有催化作用,比如可以把唾液淀粉酶加入到试管里,在适宜的条

件下催化淀粉的水解反应.

酶与一般的催化剂

(一)共性

作为具有催化作用的一类物质,酶与一般的催化剂具有一些共性:①仅能改

变化学反应速率,而不能改变化学反应的平衡点. ②只需要微量就可以使相应的

化学反应加速进行,而本身的质与量都不会发生变化.

(二)特性

与一般催化剂相比,酶还具有以下特性:

1.高效性:

一般而言,酶催化反应的速率比非催化反应的速率高108--1020倍,比其他无

机催化剂催化反应的速率高107—1013倍.

2.专一性:

一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应.例如,淀粉酶只能催

化淀粉的水解,而对蔗糖不起作用;二肽酶可以催化任何两个氨基酸组成的二肽

的水解反应,但是不能催化多肽的水解.

3.易失活:

由于大多数酶都是蛋白质,所以凡是能使蛋白质变性的因素,如强酸、强碱、

高温、重金属盐、X射线、紫外线等，都能使酶的空间结构遭到破坏,导致酶完

全失去活性而不可恢复.所以,酶一般要求比较温和的条件,比如常温、常压、接

近中性的酸碱度等.

四.影响酶促反应的因素:

影响酶促反应的因素主要有温度、PH值、底物浓度、酶浓度等.

1.温度与酶活性

每种酶只能在一定限度的温度范围内起作用.酶表现最大活性时的温度叫做

酶的最适温度.低于最适温度时,随着温度的降低,活性也下降,到一定范围内酶

的催化效率为零,但是此时酶的活性仍保留。温度恢复到最适时,酶的活性逐步增

加直至最大.高于最适温度时,随着温度的上升,酶的活性迅速下降,到一定限度

时会因为变性而失去活性。此时即使再恢复到最适温度,酶的活性也无法恢复.

图像表示如图1.

2.PH与酶活性

每种酶只能在一定限度的PH范围内起作用.酶表现最大活性时的PH叫做酶

的最适PH.稍高或稍低于最适PH,酶的活性都会降低;偏离最适PH越远,酶活性就

越低.过酸或过碱时酶本身会因为变性而失去活性, 即使再恢复到最适PH,酶的

活性也无法恢复.图像表示如图2.

值得特别指出的是,酶的最适PH一般接近于中性,但是胃蛋白酶的最适PH为

1.5—

2.2.

图1 图2

3.底物浓度与酶促反应速率

在底物(反应物)浓度较低时,反应速率随底物浓度的增加而加快;在底

物浓度较高时, 反应速率仍随底物浓度的增加而加快,但是并不显著; 在底物浓

度很高且达到一定浓度时,反应速率达到最大值.此时酶已经被底物所饱和,即使

再增加底物浓度,反应速率也几乎不再加快.图像表示如图3.

4.酶浓度与酶促反应速率

在酶促反应中,如果底物浓度足够大,足以使酶饱和,而且反应系统中不含有

抑制酶活性的物质及其他不利于酶发挥作用的因素时,酶促反应的反应速率与酶

浓度成正比.图像表示如图4.

图 3 图 4

高中

生物学中

常见的酶

1.物

质代谢中

的酶：

①淀粉酶：

主要有唾液腺分泌的唾液淀粉酶、胰腺分泌的胰淀粉酶和肠腺分泌的肠淀粉

酶。可催化淀粉水解成麦芽糖。

②麦芽糖酶：

主要有胰腺分泌的胰麦芽糖酶和肠腺分泌的肠麦芽糖酶。可催化麦芽糖水解

成葡萄糖。

③脂肪酶：

主要有胰腺分泌的胰脂肪酶和肠腺分泌的肠脂肪酶。可催化脂肪分解为脂肪

酸和甘油。需要指出的是，脂肪分解前往往需要经过肝脏分泌的胆汁的乳化作用

形成脂肪微粒。

④蛋白酶：

主要有胃腺分泌的胃蛋白酶和胰腺分泌的胰蛋白酶。可催化蛋白质水解成多

肽链。

⑤肽酶：

由肠腺分泌。可催化多肽链水解成氨基酸。

⑥转氨酶：

催化蛋白质代谢过程中氨基转换过程。例如人体中的谷丙转氨酶（GPT），能

够把谷氨酸上的氨基转移给丙酮酸，从而形成丙氨酸和酮戊二酸（见图5）。谷

丙转氨酶在肝脏中的含量最多，当肝脏发生病变时谷丙转氨酶就大量释放到血液

中。因此临床上常把化验人体血液中这种酶的含量作为诊断是否患肝炎等疾病的

一项重要指标。

图5

除此之外，常见的还有光合作用酶、呼吸氧化酶、ATP合成酶等，这里

不再赘述。

2.遗传变异中的酶：

①解旋酶：