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酶是什么?
作者: yangshao时间: December 23, 2016

酶是由细胞产生的具有生物催化功能的蛋白质。

 

酶是生物催化剂

催化剂是一种化学物质,只要将它少许加一点到其它相关的物质中,就能促进其他物质发生化学反应,而它自己既不被消耗,也不被改变。举个例子,如一个学生要得到知识可以通过自学或老师来教,老师就像酶,学生就像反应物。老师可以使学生提高学习效率,更准确快速地掌握知识。一名老师可以同时教多个学生,外语老师可能在教外语上更有专长(酶反应有专一性),教完一个班还可再教另一个班(催化剂本身还可以再反应)。作为生物催化剂的酶,除拥有上述特点外,还有自己的特点:

1. 作用条件温和 比如说,用酸作催化剂水解淀粉成葡萄糖,需耐受245~294千帕的压力和140~150℃的高温及耐酸的设备,用酶法只需在90 ℃,一般设备中便可完成。

2.催化效率高 在很多反应中,生物催化剂可比化学催化剂速度高106~1013倍。

3.专一性强 底物指被酶所催化的物质。酶对底物具有专一性,例如麦芽糖酶只能分解麦芽糖而不能分解其它物质。

一般化学反应具有高温、高压、耗水、反应条件苛刻,需要大量资金投入等缺点,而酶反应无此类缺点,而且酶本身不被消耗,因而用酶反应取代化学催化反应已成为一种潮流。

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酶的作用机理

如果不加催化剂,化学反应要走一条艰难的路,好比火车必须翻越一座高山;而加入后,高山好像被崩解成小山丘,火车只要翻过两个小山丘就行了,化学反应速度也就快了。

我们知道,酶是蛋白质,蛋白质由氨基酸组成。几十个乃至上百万个氨基酸像线上的珍珠一样串联在一起就形成了蛋白质(包括酶)。蛋白质(包括酶)从简单到复杂有一、二、三、四共四级结构。

酶只能“一把钥匙开一把锁”。酶为什么具有高度专一性?1800年,第一法兰西共和国曾以1千克黄金悬赏寻求答案。1890年,德国化学家费舍尔提出了著名的锁匙学说。他认为酶是蛋白质,而蛋白质有一定的空间结构,就像钥匙和锁必须相互配合,酶的结构与反应物的空间结构相互契合,就能发生反应,正如“一把钥匙开一把锁”。

到了20世纪,考兰特认识到反应物可能会诱导酶蛋白发生一定程度的结构变化,于是提出了著名的诱导契合学说,当反应物分子出现后,酶蛋白受到反应物分子诱导,结构上发生有利于反应物的变化,最终导致两者在构象上的互补关系而发生反应。诱导契合学说也解释了酶的高度专一性的原因。

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酶反应的影响因素

1.温度 一方面,温度升高时,反应速度加快;一般每升高10℃,酶反应速度增加1~2倍。另一方面,随温度升高,酶也逐渐受热失去活力。当人体发热时会产生厌食,就是由于体内的消化酶活力因体温升高而降低导致的。动物来源的酶最适温度一般为35~40℃;植物来源的酶一般为40~50℃;大部分微生物酶的最适温度在60℃以下。

2.酸碱(pH)pH会影响酶的活性。一般酶的最适pH在4.5~8.0之间.此外,激活剂与抑制剂、酶浓度、反应物浓度、水分活度等因素都会影响酶的反应速度。


标签:  高效性 专一性