第三节酶的作用机制
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第三节酶的作用机理酶是一种高效催化剂,与一般催化剂比较,可使反应的活化能降低得更多,因此,同样初态的分子所需要的活化能就更低,活化分子数也就更多,反应更容易进行。
一、酶的活性中心1、活性中心的概念酶是生物大分子,酶作为蛋白质,其分子体积比底物分子体积要大得多。
在反应过程中酶与底物接触结合时,只限于酶分子的少数基团或较小的部位。
酶分子中直接与底物结合,并催化底物发生化学反应的部位,称为酶的活性中心。
2、催化部位和结合部位从功能上看,活性中心有两个功能部位,一是与底物结合的结合部位,决定酶对底物的专一性;二是催化底物发生键的断裂及新键形成的催化部位,决定酶促反应的类型,即酶的催化性质。
3、必需基团从形体上看,活性中心往往是酶分子表面上的一个凹穴;从结构上讲,如果是单纯蛋白酶,其活性中心通常由酶分子中几个氨基酸残基侧链上的极性基团组成。
构成酶的活性中心的氨基酸有天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)、丝氨酸(Ser)、组氨酸(His)、半胱氨酸(Cys)、赖氨酸(Lys)等,它们的侧链上分别含有羧基、羟基、咪唑基、巯基、氨基等极性基团。
这些基团若经化学修饰,如氧化、还原、酰化、烷化等发生改变,则酶的活性丧失,这些基团就称为必需基团。
对于需要辅因子的结合蛋白酶来说,辅酶(或辅基)分子或其分子上某一部分结构往往也是活性中心的组成部分。
构成酶活性中心的几个氨基酸,虽然在一级结构上并不紧密相邻,可能相距很远,甚至可能在不同的肽链上,但由于肽链的折叠与盘绕使它们在空间结构上彼此靠近,形成具有一定空间结构的位于酶分子表面的、呈裂缝状的小区域。
二、酶的作用机理1、中间产物学说酶催化某一化学反应时,酶总是先与作用物结合,形成不稳定的中间产物,此中间产物极为活泼,很容易转变分解成反应产物,同时使酶重新游离出来。
以便继续起催化作用。
现以E代表酶,S代表反应物,ES代表中间产物,P代表反应产物,按照中间产物学说写出酶所催化的反应,并与无酶催化的反应加以比较:无酶时:S P (缓慢)有酶时:(快)中间产物学说的关键在于中间产物的形成。
酶的作用和作用机理有哪些
酶是一种生物催化剂,能够加速生物体内化学反应的进行。
在生物体内,酶起着至关重要的作用,以下将详细探讨酶的作用和作用机理。
酶的作用
1. 促进反应速率
酶能够降低化学反应所需的能量,进而加快反应速率。
这种加速作用使生命体系得以维持正常生理机能。
2. 特异性
酶对底物的选择性极高,能够识别特定的底物并在特定的条件下与其结合,并对底物发生特定的化学反应。
3. 调节代谢
酶在生物体内调节代谢速率,根据生物体的需要合理调整底物的利用和生成,保持代谢平衡。
4. 可逆性
酶对反应的控制是可逆的,可以在需要时启动或停止特定反应。
这种可逆性使生物体能够根据内外环境灵活调整代谢活动。
酶的作用机理
1. 底物结合
酶的作用机理首先涉及酶与底物的结合。
酶具有活性位点,能够与底物结合形成酶底物复合物。
2. 降解或合成反应
酶在酶底物复合物中,通过调控底物的空间结构,促进化学反应的进行。
有些酶能够催化底物的降解,有些酶则能够促进底物的合成。
3. 效率与特异性
酶的作用机理受到酶催化效率和特异性的影响。
酶通过特定的空间结构和功能基团,能够高效地催化特定的底物反应。
4. 辅助因子
酶的活性还受到辅助因子的调节,如辅酶和金属离子等,能够增强酶的催化效
率或改变酶的特异性。
综上所述,酶在生物体内发挥着多种作用,通过其特定的作用机理,调节代谢
活动,维持生物体正常功能。
对于理解生命现象和开发生物工艺过程具有重要意义。