酶一般是由100~1000個氨基酸分子按照特定順序連接在一起而成多肽鏈,多肽鏈折疊成獨特的形狀,這種獨特的形狀使酶能夠起到加速細胞內特定的化學反應的作用,成為有效的生物催化劑。
以麥芽糖酶為例來解釋酶的催化作用過程。麥芽糖是由兩個葡萄糖分子結合在一起形成的雙糖。麥芽糖酶的功能就是迅速有效地促進麥芽糖水解。一個麥芽糖酶每秒鐘可以催化打破1000多個麥芽糖化學鍵。
細胞正是靠酶的催化作用,才能實現自身的生長、繁殖并制造自身所需的其他蛋白質。
每個細胞里面大約有1000種酶,所有的酶都在細胞質里自由移動。依化學反應對細胞的重要性和反應的頻度,每一種酶的存在數量不等。具有各種功能的酶涉及細胞生命活動的方方面面。
在細胞內部這些酶包括:
產生能量的酶──有10種酶能促使細胞完成糖酵解過程,另外8種酶控制著檸檬酸循環(huán)(也稱三羧酸循環(huán))。在這兩個循環(huán)過程中,細胞將葡萄糖氧化,釋放的能量貯存在三磷酸腺苷即ATP中,它提供酶完成化學反應所需的能量。
限制酶──能夠識別DNA鏈中特別的組合方式,并打斷以這些方式組合的DNA。許多細菌都能夠產生限制酶。當病毒將它的DNA注入細菌中時,限制酶立刻辨認出病毒的DNA并切掉它,從而在病毒繁殖前有效地破壞它。
DNA控制酶──它能沿著DNA鏈移動并修復DNA鏈。有些酶能夠解開DNA螺旋并復制它,如DNA聚合酶;有些酶能夠識別DNA上小的組合并依附于它們,封閉DNA的這些片斷。
細胞在內部利用酶來實現自身的生長、再生和產生能量,同時細胞也會向細胞壁外分泌酶。常見的可以分泌到細胞外的酶包括:
蛋白酶和肽酶──蛋白酶能催化蛋白質水解成更小的肽。肽酶又催化肽水解成單個氨基酸。所以蛋白酶和肽酶通常被加到洗衣粉里,用來去除衣服上的血污。有些蛋白酶性能非常專一,例如,艾滋病病毒在自身的繁殖過程中就利用了一種性能非常專一的蛋白酶。有些用于治療艾滋病的藥品中含有蛋白酶抑制劑,它可以阻止蛋白酶發(fā)揮作用,起到抑制艾滋病病毒繁殖的作用。
淀粉酶──它能催化淀粉鏈水解成更小的糖分子。人的唾液和小腸中含有這種酶。
脂肪酶──能夠催化脂肪的水解。
纖維素酶──能夠催化纖維素水解成更簡單的糖。牛和白蟻腸中的細菌能夠分泌纖維素酶,這也正是牛和白蟻能夠吃草和木頭的原因。
另外,還有一種非蛋白質酶,造酶酶──生成細胞酶的酶。RNA是這一過程的重要部分,它以信使RNA、轉運RNA和核糖體RNA三種形式存在。
來源:查字典化學網
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