酵素

生物学

2022

我们解释什么是酶及其结构。此外,这些蛋白质是如何分类的以及它们如何起作用。

酶是一组负责催化化学反应的蛋白质。

什么是酵素?

酶是一组 蛋白质 负责催化(点火、加速、修改、减速甚至停止)各种 化学反应,只要它们在热力学上是可能的。这意味着它们是人体中的调节物质 生物,通常通过减少 活力 开始反应所需的初始值。

酵素是必不可少的 生活 并催化大约 4,000 种已知的化学反应,条件是 酸碱度, 温度 或化学浓度,因为作为蛋白质的酶也可以变性并失去其效力。

第一种酶是在 19 世纪中叶由 Anselme Payen 和 Jean-Francois Persoz 发现的,尽管围绕 发酵 路易斯巴斯德已经凭直觉在这些过程中存在一些有机“加速”物质,当时这些物质被认为是纯化学物质。

今天的酶已广为人知,实际上被各种人类工业所使用(食物, 化学品、农业、石油等),除了是维持我们身体内部平衡、加速必要反应(例如提供能量的反应)、选择性地激活和停用其他反应(如激素)的组成部分中不可或缺的一部分和杂色等等。

酶的结构

氨基酸的组装顺序决定了酶的结构。

大多数酶由大小变化很大的球状蛋白质组成:从 62 个氨基酸的单体到大约 2,500 个的巨大链。然而,其中只有少数直接参与反应的催化,称为活动中心.

所有这些氨基酸的组装顺序决定了酶的三维结构,这也决定了它的特定功能。有时,这种结构也有吸引辅助因子的位点,即需要干预才能产生预期效果的其他物质。

酶具有高度的特异性,即不与任何事物发生反应,也不参与任何反应。他们有一个非常具体和精确的生化任务,他们执行的错误率非常低。

酶的分类

酶根据它们催化的特定反应进行分类。

酶根据它们催化的具体反应进行分类,如下所示:

  • 氧化还原酶。它们催化氧化还原反应,即转移 电子 或来自 原子 氢从一种底物到另一种底物。这些酶的例子是脱氢酶和C 氧化酶。
  • 转移。它们催化除氢以外的特定化学基团从一种底物转移到另一种底物。这方面的一个例子是葡萄糖激酶。
  • 水解酶。他们处理的反应 水解 (破裂 分子 有机分子 )。例如,乳糖酶。
  • 利亚萨斯。催化基材断裂或焊接的酶。例如,醋酸脱羧酶。
  • 异构酶。它们催化异构体的相互转化,即将分子转化为其三维几何变体。
  • 吊袜带。这些酶通过同时水解三磷酸核苷酸(如 ATP 或 GTP)。例如,私有羧化酶。

酶是如何工作的?

酶的作用可以随着热量能量水平的增加而加速。

酶可以以不同的方式运作,尽管总是降低化学反应的活化能,即启动它所需的能量。这些不同的模式是:

  • 周围的。通过创造有利于反应发生的环境来降低活化能,例如,通过与底物自身的氨基酸层反应来改变底物的化学性质。
  • 促进过渡。在不改变底物的情况下降低跃迁能,即为反应的发生创造具有最佳电荷的环境。
  • 给出替代路线。在这种情况下,酶与底物反应生成 ES(酶/底物)复合物,该复合物可以在反应的正常路径中“跳过步骤”,从而减少其发生所需的时间。
  • 提高温度。在某些参数内,酶的作用可以通过增加 热量能量, 由 放热反应 平行线。
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