Page 70 - 第九版生物化学

安 kk y, 2018

酶与酶促反应

生物体内的新陈代谢过程是通过有序的、连续不断的 、 有条不紊的、各种各样的化学反应来体现 。
这些化学反应如果在体外进行，通常需要在高温、高压、强酸、强碱等剧烈条件下才能发生 。 而在生物
体内，这些反应在极为温和的条件下就能高效和特异地进行，其原因是由于生物体内存在着一类极为
重要的生物催化剂 (biocatalyst) -酶 (en勾me) 。酶是催化特定反应的蛋白质，是一种生物催化剂。
酶能通过降低反应的活化能加快反应速率，但不改变反应的平衡点。酶具有催化效率高、专一性强、
作用条件温和等特点 。 随着人们对酶分子的结构与功能、酶促反应动力学等研究的深入和发展，逐步
形成了一个专门学科一酶学 (enzymology) 。 酶学与医学的关系十分密切，人体的许多疾病与酶的异
常密切相关，许多酶还被用于疾病的诊断和治疗 。 酶学研究不仅在医学领域具有重要意义，而且对科
学实践、工农业生产实践亦影响深远 。

第一节 酶的分子结构与功能

酶的化学本质是蛋白质 。 由一条肤链构成的酶称为单体酶 (monomeric enzyme) , 如牛胰核糖核酸
酶 A 、 溶菌酶 、 狻肤酶 A 等 。 由多个相同或不同的肤链（即亚基）以非共价键连接组成的酶称为寡聚
酶 (oligomeric enzyme) , 如蛋白激酶 A 和磷酸果糖激酶 -1 均含有 4 个亚基 。 此外，在某一代谢途径中，
按序催化完成一组连续反应的几种具有不同催化功能的酶可彼此聚合形成一个结构和功能上的整
体，此即为多酶复合物 (multienzyme complex) , 亦称为多酶体系 (multienzyme system) 。还有一些酶在
一条肤链上同时具有多种不同的催化功能，这类酶称为多功能酶 (multifunctional enzyme) 或串联酶
(tandem enzyme) , 如氨基甲酰磷酸合成酶 II 、天冬氨酸氨基甲酰转移酶和二氢乳清酸酶即位于同一
条肤链上 。

—、酶的分子组成中常含有辅因子

酶按其分子组成可分为单纯酶和缀合酶 。 水解后仅有氨基酸组分而无其他组分的酶称为单纯酶
(simple enzyme) , 如脉酶、某些蛋白酶 、 淀粉酶、脂酶、核酸酶等；缀合酶 (conjugated enzyme) (亦称为结
合酶）则是由蛋白质部分和非蛋白质部分共同组成，其中蛋白质部分称为酶蛋白 (apoenzyme) , 非蛋白
质部分称为辅因子 (cofactor) 。 酶蛋白主要决定酶促反应的特异性及其催化机制；辅因子主要决定酶
促反应的类型 。 酶蛋白与辅因子结合在一起称为全酶 (holoenzyme) , 酶蛋白和辅因子单独存在时均

无催化活性，只有全酶才具有催化作用 。
辅因子按其与酶蛋白结合的紧密程度与作用特点不同可分为辅酶 (coenzyme) 和辅基 (prosthetic

group) 。 辅酶多通过非共价键与酶蛋白相连，这种结合比较疏松，可以用透析或超滤的方法除去 。 在
酶促反应中，辅酶作为底物接受质子或基团后离开酶蛋白，参加另一酶促反应并将所携带的质子或基
团转移出去，或者相反 。 辅基则与酶蛋白形成共价键，结合较为紧密，不易通过透析或超滤将其除去 。
在酶促反应中，辅基不能离开酶蛋白 。

辅因子多为小分子的有机化合物或金属离子 。 作为辅因子的有机化合物多为 B 族维生素
的衍生物或卧啾化合物，它们在酶促反应中主要参与传递电子 、 质子（或基团）或起运载体作用

（表 3-1) 。

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