第二节 酶的概念
生物化学对酶的定义为:酶是具有催化功能的生物大分子,其组成分为两类——蛋白质和核酸。大多数酶为蛋白质, 少数的酶为核酸。酶具有以下特性:
①高效性:酶具有比无机催化剂更高的催化效率。
②专一性:一种酶只能催化一种或一类底物,具有绝对专一性或相对专一性,如蛋白酶只能催化蛋白质水解成多肽。
③多样性:酶的种类很多,已经发现的有4000多种,催化同一种反应的酶也可能是几种不同的酶。
④温和性:是指酶所催化的化学反应一般是在较温和的条件下进行的,相对于化学反应的高温、强酸或强碱条件更为温和。
⑤活性可调节性:包括抑制剂和激活剂调节、反馈抑制调节、共价修饰调节和变构调节等,同时外界的条件如温度、酸度等也可影响酶的活性。
⑥有些酶的催化性与辅因子有关,有些酶相互聚集形成复合体。
⑦易变性,由于大多数酶是蛋白质,因而会被高温、强酸、强碱等破坏。
一、酶的分类
国际酶学委员会(IEC)根据酶催化反应的性质,把酶分成六大类。
(1)氧化还原酶类(oxidoreductases):指催化底物进行氧化还原反应的酶类。例如,乳酸脱氢酶、细胞色素氧化酶、琥珀酸脱氢酶、过氧化氢酶等。
(2)转移酶类(transferases):催化底物之间进行转移或交换某些基团的酶类。如转甲基酶、转氨酸、己糖激酶、磷酸化酶等。
(3)水解酶类(hydrolases):水解催化底物的酶类。例如,淀粉酶、纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶、磷酸酶等。
(4)裂解酶类(lyases):指催化一个底物分解为两个化合物或多个化合物的酶类。例如柠檬酸合成酶、醛缩酶等。
(5)异构酶类(isomerases):催化各种同分异构体之间相互转化的酶类。例如,磷酸丙糖异构酶、消旋酶等。
(6)合成酶类(连接酶类,ligases):指催化两分子底物合成为一分子化合物,同时还必须偶联有ATP的磷酸键断裂的酶类。例如,谷氨酰胺合成酶、DNA聚合酶等。
另外,根据酶的亚基数,分为单体酶、寡聚酶、多酶体系等。
二、酶的命名
(一)习惯命名法
(1)根据催化的底物命名:如蛋白酶、蔗糖酶、胆碱酯酶等。
(2) 依据其催化反应的类型命名:如水解酶、转氨酶等。
(3)结合催化的底物和反应的类型来命名:如琥珀酸脱氢酶、乳酸脱氢酶、磷酸己糖异构酶等。
(4)有时在底物名称前冠以酶的来源或其他特点:如唾液淀粉酶、血清谷氨酸-丙酮酸转氨酶、酸性磷酸酯酶和耐热淀粉酶等。
习惯命名法简单,应用历史长,但缺乏系统性,有时出现一酶数名或一名数酶的现象。
(二)系统命名法
国际酶学委员会规定了一套系统的科学命名法,一种酶只有一种名称。它包括酶的系统命名和4个数字分类的酶编号。例如对催化下列反应的酶的命名:ATP+D-葡萄糖ADP+D-葡萄糖-6-磷酸。酶的系统命名是ATP:葡萄糖磷酸转移酶,表示该酶催化从ATP中转移一个磷酸到葡萄糖分子上的反应。此酶分类编号是EC 2.7.1.1;EC表示是国际酶学委员会规定的命名,第1个数字(2)代表酶催化反应的类型名称(转移酶类),第2个数字(7)代表反应的亚类(磷酸转移酶类),第3个数字(1)是亚亚类(羟基为受体的磷酸转移酶类),第4个数字(1)表示该酶在亚亚类中的排号(磷酸基的受体是D-葡萄糖)。