酶學(xué)（分支學(xué)科）

酶學(xué)（分支學(xué)科）分支學(xué)科01概念應(yīng)用酶的結(jié)構(gòu)和功能信息介紹酶的催化作用目錄03050204基本信息enzymology研究酶的化學(xué)本質(zhì)、催化特性、生物學(xué)活性和生物學(xué)意義的一門分支學(xué)科。概念概念enzymology研究酶的化學(xué)本質(zhì)、催化特性、生物學(xué)活性和生物學(xué)意義的一門分支學(xué)科。信息介紹信息介紹酶學(xué)的進(jìn)展自1771年發(fā)現(xiàn)光合作用后，有無(wú)數(shù)科學(xué)家為酶學(xué)奮斗獻(xiàn)身，已有6次諾貝爾獎(jiǎng)與它的研究有關(guān)，但仍然沒有完全揭開光合作用的謎底。雖然，我們無(wú)法用肉眼直接看到酶為植物建造的每一個(gè)綠色“工廠”，但無(wú)數(shù)個(gè)微型“工廠”卻構(gòu)成了世界上最大的利用光能的化工廠。據(jù)估計(jì)，地球上這些綠色“工廠”每年要消耗1500億噸由二氧化碳提供的碳和250億噸來(lái)自水的氫，貢獻(xiàn)出4000億噸氧氣。酶是一種催化劑，這意味著它們不會(huì)成為終產(chǎn)物的組成部分。當(dāng)生物化學(xué)反應(yīng)結(jié)束后，只要將酶與反應(yīng)產(chǎn)物分離，酶便能一次又一次地催化下一個(gè)相同的反應(yīng)。在正常的情況下，只要有需要，酶就能不斷地工作。與傳統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)相比，酶催化降低了反應(yīng)的活化能，反應(yīng)條件極其溫和，不需要高溫高壓等劇烈的反應(yīng)條件。酶反應(yīng)的分子轉(zhuǎn)化率高、專一性強(qiáng)，可獲得高純度的產(chǎn)品。應(yīng)用應(yīng)用酶法生產(chǎn)日用化學(xué)品中最具有代表性的是用細(xì)菌腈水合酶生產(chǎn)丙烯酰胺。丙烯酰胺是乙烯基系列聚合物的水溶性單體，由丙烯腈水合反應(yīng)生成。丙烯酰胺的聚合物也是水溶性的，廣泛應(yīng)用于功能性聚合物的原料如紙張?jiān)鰪?qiáng)劑、高分子凝聚劑、石油回收劑等。丙烯酰胺交聯(lián)聚合而成的凝膠狀物具有非常強(qiáng)的吸水性，可望用于園藝和沙漠綠化，以促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。生物活性肽，特別是寡肽，在免疫調(diào)節(jié)、激素調(diào)節(jié)、酶抑制、抗菌、抗病毒等方面有廣泛的應(yīng)用前景，另外，調(diào)味肽在食品和藥物生產(chǎn)上的商業(yè)潛力非常巨大。肽合成主要有3種方法：化學(xué)法、重組DNA技術(shù)和酶法。當(dāng)前，在工業(yè)上采用最多的是化學(xué)法。酶法起步相對(duì)較晚，但其發(fā)展速度較快。因?yàn)樵谒嘀须逆I容易水解，導(dǎo)致副反應(yīng)的產(chǎn)生，其次，作為底物的氨基酸衍生物在水相中的溶解度很低，隨著非水相酶學(xué)的發(fā)展，阿斯巴甜、賴氨酸甜肽、血管緊張素、腦啡肽等寡肽的合成已獲成功。如今，在醫(yī)藥中間體和精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)中采用酶工藝的例子越來(lái)越多了，其中代表性的酶有蛋白酶、脂肪酶、酯酶、類固醇轉(zhuǎn)化酶，等等。以酶工藝取代原有的化學(xué)工藝或者以生物產(chǎn)品取代原有的化工產(chǎn)品，這將較大減少化學(xué)污染物的產(chǎn)生，減少原材料、能量和水的消耗，對(duì)環(huán)境和工業(yè)生產(chǎn)都是實(shí)實(shí)在在的大好事。酶的催化作用酶的催化作用1.酶的定義：酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的生物催化劑，本質(zhì)為蛋白質(zhì)，具有高度專一性和高效的催化作用。2.酶與一般催化劑的區(qū)別：高效性：在常溫常壓及中性pH條件下，酶比一般催化劑的催化效率高107~1013倍。高度專一性：從酶對(duì)底物分子結(jié)構(gòu)要求不同，可分三種專一性：（1）絕對(duì)專一性；（2）相對(duì)專一性；（3）立體異構(gòu)專一性。不穩(wěn)定性及可調(diào)節(jié)性：酶是蛋白質(zhì)，凡引起蛋白質(zhì)變性的因素，亦可使酶變性失活。同時(shí)，酶的催化作用可受多種因素的調(diào)節(jié)，從而改變其催化活性，特別是代謝過程中一些關(guān)鍵性酶，往往是重要的調(diào)節(jié)對(duì)象。酶的結(jié)構(gòu)和功能酶的結(jié)構(gòu)和功能1.酶的分子組成：按化學(xué)組成不同，可分為單純蛋白酶和結(jié)合蛋白酶兩大類。單純蛋白酶類分子僅含氨基酸；而結(jié)合蛋白酶類分子中除蛋白質(zhì)（成為酶蛋白）外，還含有非蛋白質(zhì)部分，后者常稱為“輔助因子”，蛋白質(zhì)部分稱“酶蛋白”，兩者合并城“全酶”，全酶才具有催化活性。輔助因子可以是金屬離子，也可以是小分子有機(jī)化合物，后者根據(jù)其與酶蛋白結(jié)合緊密程度不同，又可分為輔酶與輔基兩種。輔酶是指與酶蛋白以非共價(jià)結(jié)合的小分子有機(jī)物，因?yàn)榻Y(jié)合疏松，故可用透析法分離兩者，這是結(jié)合酶類中最多見的。輔基是指與酶蛋白結(jié)合較緊（一般為共價(jià)結(jié)合）的小分子有機(jī)化合物，故用透析方法不能使兩者分離。輔酶（基）中往往含有B族維生素。結(jié)合酶中，酶催化作用的專一性由酶蛋白部分決定；輔基輔酶的作用是在反應(yīng)中起傳遞基團(tuán)、原子和電子的作用。金屬離子的作用是：有的是穩(wěn)定酶蛋白分子的構(gòu)象所必需，有的是組成酶的活性中心；有的是在酶與底物之間起橋梁作用，亦有的是中和陰離子