酶的結(jié)構(gòu)特點及其類型
生物學(xué)又稱生命科學(xué)、生物科學(xué)，是一門由經(jīng)驗主義出發(fā)，廣泛的研究生命的所有面向之自然科學(xué)，內(nèi)容包括生命起源、演化、分布、構(gòu)造、發(fā)育、功能、行為、與環(huán)境的互動關(guān)系，以及生物分類學(xué)等。下面是小編為大家整理的酶的結(jié)構(gòu)特點及其類型，歡迎閱讀與收藏。
酶的結(jié)構(gòu)特點
1、酶蛋白質(zhì)一般具有球狀外貌
根據(jù)酶蛋白分子的結(jié)構(gòu)特點將酶分為三類
①單體酶——具有三級結(jié)構(gòu)
a. 一條多肽鏈
b. 如催化水解反應(yīng)胰蛋白酶、廣泛應(yīng)用的工業(yè)用酶制劑等。
②寡聚酶——具有四級結(jié)構(gòu)
a. 由二個甚至多個亞基組成
b. 亞基間通過疏水作用力、氫鍵、離子鍵和范德華力聯(lián)系而成整體分子。如烯醇化酶(二聚體)、乳酸脫氫酶(四聚體)
③多酶體系
a. 由幾種酶嵌合形成的復(fù)合體
b. 有利于一系列反應(yīng)的連續(xù)進行
c. 相對分子質(zhì)量很大
2、酶的相對分子質(zhì)量
單體酶——在30000~60000之間，且40000左右較為集中，約占11%。如羧肽酶A由307個氨基酸殘基組成，相對分子質(zhì)量為34600。
寡聚酶——至少是單體加倍，多者數(shù)萬、幾十萬乃至數(shù)百萬，二聚體約占36%、四聚體約占33%。如乳酸脫氫酶亞基相對分子質(zhì)量為35000，酶相對分子質(zhì)量為150000。
3、氨基酸組成和排列順序與酶催化活性的關(guān)系
酶功能相近——氨基酸組成相近——氨基酸排列順序相近(存在大量同源序列，尤其催化活性部位)
序列之間的差異，一般是在遠離活性部位的地方。
4、氨基酸的空間分布
酶的內(nèi)核(活性中心)——疏水性氨基酸居多。
酶的表面——親水性氨基酸占優(yōu)勢，賦予酶的水溶性特點。
5、酶分子的柔順性——酶在水溶液中通常以多種構(gòu)象存在
無水狀態(tài)——相對剛性(一種“鎖定”構(gòu)象)
有水狀態(tài)——由“剛”向“柔”轉(zhuǎn)化。
水作為一種極性和高介電常數(shù)的物質(zhì)，像潤滑劑一樣，加到無水的酶中以后，就使酶由“剛”向“柔”轉(zhuǎn)化，酶在與其底物相遇時，才可能發(fā)生專一性結(jié)合，并催化底物轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物。
酶的類型
氧化還原酶類(oxidoreductase)促進底物進行氧化還原反應(yīng)的酶類，是一類催化氧化還原反應(yīng)的酶，可分為氧化酶和還原酶兩類。
轉(zhuǎn)移酶類(transferases)催化底物之間進行某些基團(如乙酰基、甲基、氨基、磷酸基等)的轉(zhuǎn)移或交換的酶類。例如，甲基轉(zhuǎn)移酶、氨基轉(zhuǎn)移酶、乙酰轉(zhuǎn)移酶、轉(zhuǎn)硫酶、激酶和多聚酶等。
水解酶類(hydrolases )催化底物發(fā)生水解反應(yīng)的酶類。例如，淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、磷酸酶、糖苷酶等。
裂合酶類(lyases)催化從底物(非水解)移去一個基團并留下雙鍵的反應(yīng)或其逆反應(yīng)的酶類。例如，脫水酶、脫羧酶、碳酸酐酶、醛縮酶、檸檬酸合酶等。許多裂合酶催化逆反應(yīng)，使兩底物間形成新化學(xué)鍵并消除一個底物的雙鍵。合酶便屬于此類。
異構(gòu)酶類(isomerases)催化各種同分異構(gòu)體、幾何異構(gòu)體或光學(xué)異構(gòu)體之間相互轉(zhuǎn)化的酶類。例如，異構(gòu)酶、表構(gòu)酶、消旋酶等。
合成酶類(ligase)催化兩分子底物合成為一分子化合物，同時偶聯(lián)有ATP的磷酸鍵斷裂釋能的酶類。例如，谷氨酰胺合成酶、DNA連接酶、氨基酸：tRNA連接酶以及依賴生物素的羧化酶等。
按照國際生化協(xié)會公布的酶的統(tǒng)一分類原則，在上述六大類基礎(chǔ)上，在每一大類酶中又根據(jù)底物中被作用的基團或鍵的特點，分為若干亞類;為了更精確地表明底物或反應(yīng)物的性質(zhì)，每一個亞類再分為幾個組(亞亞類);每個組中直接包含若干個酶。
酶的催化作用
酶是一類生物催化劑，生物體內(nèi)含有數(shù)千種酶，它們支配著生物的新陳代謝、營養(yǎng)和能量轉(zhuǎn)換等許多催化過程，與生命過程關(guān)系密切的反應(yīng)大多是酶催化反應(yīng)。
酶的.這些性質(zhì)使細胞內(nèi)錯綜復(fù)雜的物質(zhì)代謝過程能有條不紊地進行，使物質(zhì)代謝與正常的生理機能互相適應(yīng)。若因遺傳缺陷造成某個酶缺損，或其它原因造成酶的活性減弱，均可導(dǎo)致該酶催化的反應(yīng)異常，使物質(zhì)代謝紊亂，甚至發(fā)生疾病，因此酶與醫(yī)學(xué)的關(guān)系十分密切。
生物體由細胞構(gòu)成，每個細胞由于酶的存在才表現(xiàn)出種種生命活動，體內(nèi)的新陳代謝才能進行。酶是人體內(nèi)新陳代謝的催化劑，只有酶存在，人體內(nèi)才能進行各項生化反應(yīng)。人體內(nèi)酶越多，越完整，其生命就越健康。當(dāng)人體內(nèi)沒有了活性酶，生命也就結(jié)束。人類的疾病，大多數(shù)均與酶缺乏或合成障礙有關(guān)。
酶使人體所進食的食物得到消化和吸收，并且維持內(nèi)臟所有功能包括：細胞修復(fù)、消炎排毒、新陳代謝、提高免疫力、產(chǎn)生能量、促進血液循環(huán)。
酸-堿催化(acid-base catalysis)：質(zhì)子轉(zhuǎn)移加速反應(yīng)的催化作用。
共價催化(covalent catalysis)：一個底物或底物的一部分與催化劑形成共價鍵，然后被轉(zhuǎn)移給第二個底物。許多酶催化的基團轉(zhuǎn)移反應(yīng)都是通過共價方式進行的。
人體內(nèi)存在大量酶，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，種類繁多，到目前為止，已發(fā)現(xiàn)5000種以上(即多樣性)。如米飯在口腔內(nèi)咀嚼時，咀嚼時間越長，甜味越明顯，是由于米飯中的淀粉在口腔分泌出的唾液淀粉酶的作用下，水解成麥芽糖的緣故。因此，吃飯時多咀嚼可以讓食物與唾液充分混合，有利于消化。此外人體內(nèi)還有胃蛋白酶，胰蛋白酶等多種水解酶。人體從食物中攝取的蛋白質(zhì)，必須在胃蛋白酶等作用下，水解成氨基酸，然后再在其它酶的作用下，選擇人體所需的20多種氨基酸，按照一定的順序重新結(jié)合成人體所需的各種蛋白質(zhì)，這其中發(fā)生了許多復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。可以這樣說，沒有酶就沒有生物的新陳代謝，也就沒有自然界中形形色色、豐富多彩的生物界。
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