酶只有催化作用吗?

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酶(enzyme)是由活细胞产生的具有生物催化功能的高分子物质,它能在特定条件下加速化学反应的速度,但是并不改变反应的方向和产物。因此从广义上讲,所有具有这种能力的聚合物都称为酶。 但是人们通常将“酶”一词局限于指那些由细胞产生并存在于细胞内的具有生物催化功能的有机酶。

目前发现的酶大多为蛋白质,少数为RNA,如tRNA、rRNA等。 与大多数生物大分子(DNA、RNA)不同,酶既不需要晶体结构也知道三维结构。目前已知绝大多数的酶是蛋白质,它们都具有四分子的对称性。已知的有a-螺旋,b-折叠,y-缠绕等几种类型,当然也有没有对数的分子。

尽管有许多已知酶的结构,但大多数的结构仍未知。不过研究酶的结构有重要的意义,因为了解了结构的原理可为设计新型的催化剂提供理论基础。 由于酶活性中心的氨基酸侧链或小肽的构象对于酶的活性至关重要,所以了解这些基团的构型对于认识和分析酶的作用机理具有重要意义。通过对比同源酶以及异源酶的三级结构还可进一步探讨酶的分子进化及来源。

目前,已知的酶大约有700种,几乎占自然界中可观察到的化学变化的1/3。随着人们对生命过程的认识加深,肯定会发现更多的酶。 许多酶可以催化很多反应,一个酶可能具有多种活性中心,一种酶也可能具有不同的活性中心。因而酶的专一性是相当差的,一种酶往往能够催化成千上万个化学反应。

例如,人体中的核糖体就有20余种,而每一个核糖体至少有2个以上的亚基组成,所以真正参与氨基酸合成与蛋白质合成的核糖体就有数百种。 而不同的核糖体所参与的代谢途径也是不一样的。这就导致了在人体内很难找到两种完全相同的核糖体。 但到目前为止,已知的酶仍然只占了整个酶系统的十分之一。也就是说还有大量的酶有待我们进一步的发现和了解。

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