當前位置:首頁 > 自然科學 > 正文內容

什麼是酵素?概念、結構、如何分類以及發揮作用

2024-09-12自然科學159

我們解釋什麼是酵素及其結構。此外,這些蛋白質如何分類以及它們如何發揮作用。

什麼是酵素?概念、結構、如何分類以及發揮作用

酵素是一組負責催化化學反應的蛋白質。

什麼是酵素?

酵素是一組蛋白質, 負責催化(觸發、加速、改變、減慢甚至停止)各種化學反應,只要它們在熱力學上是可能的。這意味著它們是生物體內的調節物質,通常會降低啟動反應所需的初始能量。

酵素是生命所必需的,只要pH、溫度或化學濃度條件穩定,酵素就會催化大約 4000 種已知的化學反應,因為酵素是蛋白質,也可能變性並失去其有效性

第一種酵素是由 Anselme Payen 和 Jean-Francois Persoz 在 19 世紀中葉發現的,儘管路易巴斯德的發酵實驗已經感覺到這些過程中存在一些有機物質“加速劑”,當時它們被認為是純粹的化學。

如今,酵素已廣為人知,事實上,它被廣泛應用於人類的各個行業(食品、化學品、農業、石油等),此外,酶也是維持我們身體內部平衡、加速必要反應(例如如那些提供能量的物質),選擇性地激活和停用其他物質(如激素)等等。

另請參閱:生物分子

酶的結構

什麼是酵素?概念、結構、如何分類以及發揮作用

胺基酸的組裝順序決定了酵素的結構。

大多數酵素由大小各異的球狀蛋白質組成:從 62 個胺基酸的 單體到約 2500 個胺基酸的巨大鏈 。

所有這些胺基酸的組裝順序決定了酵素的三維結構,這也決定了其特定的功能。有時,這種結構還具有吸引輔助因子的位點,即需要其介入才能產生所需效果的其他物質。

酵素具有高度特異性,也就是說,它們不會與任何物質發生反應,也不干預任何反應。他們的生化任務非常準時和精確,錯誤率非常低。

酶的分類

什麼是酵素?概念、結構、如何分類以及發揮作用

酶根據其催化的特定反應進行分類。

酶根據其催化的特定反應進行分類,如下:

  • 氧化還原酶。 它們催化氧化還原反應,即將電子或氫原子從一個基底轉移到另一個基底。這些酵素的例子是脫氫酶和 c 氧化酶。

  • 轉移酶。它們催化氫以外的特定化學基團從一種底物轉移到另一種底物。葡萄糖激酶就是一個例子。

  • 水解酶。它們處理水解反應(水分子分解有機 分子)。例如,乳糖酶。

  • 利亞薩斯。催化基材斷裂或焊接的酵素。例如,乙酸脫羧酶。

  • 異構酶。它們催化異構體的相互轉化,即將分子轉化為其三維幾何變異。

  • 連接酶。 這些酵素透過同時水解三磷酸核苷酸(例如ATP或 GTP)來催化特定底物結合反應。例如,酶專用羧化酶。

酶如何發揮作用?

什麼是酵素?概念、結構、如何分類以及發揮作用

隨著熱量能量水平的增加,酵素的作用會加速。

酵素可以以不同的方式運作,但總是會降低化學反應的活化能,也就是啟動化學反應所需的能量。這些不同的模式是:

  • 周圍的。 透過創造有利於反應發生的環境來降低活化能,例如,透過與底物本身的胺基酸層反應來改變底物的化學性質。

  • 推動轉型。在不改變底物的情況下降低躍遷能,即為反應的發生創造一個具有最佳電荷的環境。

  • 給出替代路線。在這種情況下,酶與底物反應生成 ES(酶/底物)複合物,該複合物「跳過」普通反應路徑中的步驟,從而減少了反應發生所需的時間。

  • 提高溫度。 在某些參數內,酵素的作用可以透過平行放熱反應增加熱量能量水平來加速。


標籤: 生物學

“什麼是酵素?概念、結構、如何分類以及發揮作用” 的相關文章

什麼是蝙蝠??概念、棲息地、食物、繁殖以及壽命

什麼是蝙蝠??概念、棲息地、食物、繁殖以及壽命

我們解釋有關蝙蝠、其棲息地、食物和其他特徵的一切。此外,它們如何繁殖以及壽命有多長。大約有 1,100 種不同種類的蝙蝠。什麼是蝙蝠?蝙蝠是唯一能夠飛行的哺乳類動物。我們指的是數量非常多且種類繁多的夜行性動物(大約有 1,100 個不同的物種,所有哺乳動物中第二個最多樣化的目),它們的上肢在毛茸茸的...

什麼是章魚?概念、棲息地、繁殖和其他特徵

什麼是章魚?概念、棲息地、繁殖和其他特徵

我們解釋什麼是章魚、它的棲息地、攝食、繁殖和其他特徵。還有,他們的壽命有多長。章魚是水下頭足類軟體動物。什麼是章魚?章魚這個名字指的是水下頭足類軟體動物的整個目(章魚目),即一群軟體動物,配備有八個敏捷的四肢,內部有吸盤。它是全世界已知的最聰明、行為最多樣化的無脊椎動物之一。憑藉其柔韌的身體以及改變...

水循環是什麼?概念、階段:蒸發、冷凝、降水、滲透、徑流和特徵、重要性

水循環是什麼?概念、階段:蒸發、冷凝、降水、滲透、徑流和特徵、重要性

我們解釋水循環是什麼及其階段:蒸發、冷凝、降水、滲透、徑流。還有它的特點和重要性。水循環對於地球的維護和穩定至關重要。什麼是水循環?水循環(也稱為水文循環)是地球上水循環的過程。在這個循環過程中,水會發生物理位移和轉變(由於冷、熱等因素的作用),並經歷物質的三種狀態:液態、固態和氣態。它由五個階段(...

什麼是生物學?概念、特徵、歷史、重要性、輔助科學和分支

什麼是生物學?概念、特徵、歷史、重要性、輔助科學和分支

我們解釋什麼是生物學及其歷史。此外,生物學的重要性、輔助科學和分支。生物學源自希臘語:bios,「生命」和logy,「科學、知識」。什麼是生物學?生物學(其名稱來自希臘語:bíos,「生命」和logy ,「科學、知識」)是自然科學之一,其研究對象包括生命的不同形式和動態:起源、進化、適應和生物過程:...

什麼是病毒?概念、特徵、類型、結構以及一些例子

什麼是病毒?概念、特徵、類型、結構以及一些例子

我們解釋什麼是病毒以及我們可以找到什麼類型的病毒。另外,它的結構是什麼以及一些例子。病毒是非常原始的生物體,具有巨大的突變能力。什麼是病毒?在生物學中,病毒是一種微觀的無細胞寄生劑,也就是說,比可見尺寸小得多,並且不由細胞組成,但只能在宿主細胞內複製,利用其擁有的遺傳複製機制和,一般來說,會在過程中...

什麼是生物因素?概念、特徵、分類以及與非生物因素的關係

什麼是生物因素?概念、特徵、分類以及與非生物因素的關係

我們解釋什麼是生物因素以及它們如何分類。生物因素的例子以及它們與非生物因素的關係。動物是生物,因此它們是生物因素。生物因素有哪些?生物因素是指所有具有生命的因素,即它們屬於生命王國之一,它們的相互作用旨在其物種的生存和繁殖。換句話說,生物因素是生態系統中的所有生物以及它們之間發生的所有相互作用。它們...