第三章酶Enzyme 在实验室中，复杂有机物的合成与分解必需在高温、高压、强酸或强碱答剧烈条件 下进行，而在生物体内虽然涤件十分温和，许多复杂的化学变化却进行得极顺剂和迅速， 这种使化学反应变得容易和迅速的根本原因就是生物体内普遍荏在着生物催化剂 酶。酶与其他催化剂不同，它具有很大的专一性和极高的催化效率，能在机体中十分温和 的条件下起高效率的催化作用，这不是无机催化剂所能比拟的。 人们对酶的认识起源于生产实践。我国几千年前就开始制作发酵饮料及食品。1833 年Payon和Persoz从麦芽提取液中分离得到一种能水解淀粉的物质，称之为淀粉酶。 1857年微生物学家Pasteur等人提出酒精发酵是酵母细胞活动的结果，1878年提出了 “酶”这个概，Liebig等人提出发酵现象是由溶解于细胞液中的酶引起的。1913年 Michaelis和Menten提出了酶动力学原理一米氏学说，这对酶学反应机理的研究是一 个突破。1926年Sumner第一次从刀豆中提取出了脲酶结晶，并第一次证明酶有蛋白质性 质。20世纪30年代Northrop又分离出了结晶的胃蛋白酶、胰蛋白酶及胰凝乳蛋白酶，并 进行了动力学探讨，确立了酶的蛋白质本质。 现已鉴定出4000多种酶，其中不少得到结晶，很多种的一级结构或三级结构也已经 阐明。随着酶学理论研究的不断深入必将对生命本质的探索作出更大的贡献。 第一节酶的催化性质 酶是生物催化剂 是由活细胞产生的生物催化剂，这种催化剂具有极高的催化效率和高度的底 物特异性，其化学本质是蛋白质 二、酶的化学本质 1.酶的蛋白质本质 蛋白质有多种生物功能，其中具有催化作用的蛋白质称为酶。几乎所有的酶都是蛋 白质。酶和其他蛋白质一样都是由氨基酸组成的，具有两性电解质的性质并具有一、二、 三、四级结构，也受物理因素（加热、紫外线照射等）及化学因素（酸碱、有机溶剂等）的作 用而变性或沉淀，丧失活性。酶的分子量也很大，其水溶液具有亲水胶体的性质，不能通 过透析膜。在体外酶被胰蛋白酶水解而失活。 2.酶的核酸性质 多年来人们一直认为酶都是蛋白质，然而，近年来有实验表明：核酸分子也是高活性 的酶。最使人震惊的例子是L19RNA,它是原生动物四膜虫26 S rRNA前体经自身拼接 所释放出的内含子的缩短的形式。LI9RNA在一定条件下能够以高度专一的形式催化寡 聚核糖核苷酸底物的切割与连接。我们称本质为RNA的酶为核糖酶bo②ymes),有时也 称为RNA酶。它们很适于去识别并转化单链核酸，因为它们与所作用的核酸底物享用 共同的碱基配对语言。RNA分子和蛋白质分子一样，可以是非常有效的催化剂，但大多 数的RNA的催化效率不及蛋白质。因为RNA不同于蛋白质：首先RNA不能形成大的非1 第三章 酶 Enzyme 在实验室中，复杂有机物的合成与分解必需在高温、高压、强酸或强碱等剧烈条件 下进行，而在生物体内虽然条件十分温和，许多复杂的化学变化却进行得极顺利和迅速， 这种使化学反应变得容易和迅速的根本原因就是生物体内普遍存在着生物催化剂—— 酶。酶与其他催化剂不同，它具有很大的专一性和极高的催化效率，能在机体中十分温和 的条件下起高效率的催化作用，这不是无机催化剂所能比拟的。 人们对酶的认识起源于生产实践。我国几千年前就开始制作发酵饮料及食品。1833 年 Payon 和 Persoz 从麦芽提取液中分离得到一种能水解淀粉的物质，称之为淀粉酶。 1857 年微生物学家 Pasteur 等人提出酒精发酵是酵母细胞活动的结果，1878 年提出了 “酶” 这个概，Liebig 等人提出发酵现象是由溶解于细胞液中的酶引起的。1913 年 Michaelis 和 Menten 提出了酶动力学原理——米氏学说， 这对酶学反应机理的研究是一 个突破。1926 年 Sumner 第一次从刀豆中提取出了脲酶结晶，并第一次证明酶有蛋白质性 质。20 世纪 30 年代 Northrop 又分离出了结晶的胃蛋白酶、胰蛋白酶及胰凝乳蛋白酶，并 进行了动力学探讨，确立了酶的蛋白质本质。 现已鉴定出 4 000多种酶，其中不少得到结晶，很多种的一级结构或三级结构也已经 阐明。随着酶学理论研究的不断深入必将对生命本质的探索作出更大的贡献。 第一节 酶的催化性质 一 酶是生物催化剂 是由活细胞产生的生物催化剂，这种催化剂具有极高的催化效率和高度的底 物特异性，其化学本质是蛋白质 二、酶的化学本质 1．酶的蛋白质本质 蛋白质有多种生物功能，其中具有催化作用的蛋白质称为酶。几乎所有的酶都是蛋 白质。酶和其他蛋白质一样都是由氨基酸组成的，具有两性电解质的性质并具有一、二、 三、四级结构，也受物理因素(加热、紫外线照射等)及化学因素(酸碱、有机溶剂等)的作 用而变性或沉淀，丧失活性。酶的分子量也很大，其水溶液具有亲水胶体的性质，不能通 过透析膜。在体外酶被胰蛋白酶水解而失活。 2．酶的核酸性质 多年来人们一直认为酶都是蛋白质，然而，近年来有实验表明：核酸分子也是高活性 的酶。 最使人震惊的例子是 L19RNA，它是原生动物四膜虫 26S rRNA 前体经自身拼接 所释放出的内含子的缩短的形式。L19RNA 在一定条件下能够以高度专一的形式催化寡 聚核糖核苷酸底物的切割与连接。我们称本质为 RNA 的酶为核糖酶(ribozymes)，有时也 称为 RNA 酶。 它们很适于去识别并转化单链核酸，因为它们与所作用的核酸底物享用 共同的碱基配对语言。RNA 分子和蛋白质分子一样，可以是非常有效的催化剂，但大多 数的 RNA 的催化效率不及蛋白质。因为 RNA 不同于蛋白质：首先 RNA 不能形成大的非