酶定义

酶是指加速我们体内所有化学反应的蛋白质。它们在人体中起着重要作用，因为它们有助于消化、肝功能和其他过程。这些酶的数量过多或不足可能会导致一些严重的健康问题。这些酶还有助于检测其他疾病。每个生物体内都含有酶。我们的身体有产生酶的自然过程，食物和产品中也含有酶。酶在体内分解和构建一些元素。代谢过程的第一阶段高度依赖于酶，酶然后与一个分子反应，因此被称为底物。

酶是由氨基酸组成的线性结构，然后折叠成三维结构。这个氨基酸序列决定了酶要执行的催化活性类型。

酶的功能

• 酶有助于将摄入的食物分解成能量或在消化过程中发挥作用。酶存在于唾液、肠道、胃和胰腺中，然后将食物转化为蛋白质、碳水化合物和脂肪，这些随后用于细胞修复和生长。不仅如此，它们还有助于呼吸、神经功能、排毒和肌肉生长。
• 酶有助于在整个生物体内传递信号，这个过程被称为信号转导。激酶是常用的酶，它负责蛋白质的磷酸化。
• 酶将较大的分子或物质分解成较小的、易于身体吸收的分子。
• 这些酶在 ATP 合成酶的帮助下产生能量。
• 它们还有助于离子穿过细胞膜的转运。
• 酶催化许多反应，如氧化、水解、还原等。
• 酶组织细胞结构以调节细胞活动。

酶的类型

我们体内存在各种酶，它们各自发挥着特定的作用。例如，一种称为碳水化合物酶的酶将碳水化合物转化为糖，脂肪酶将脂肪分解为脂肪酸，蛋白酶将蛋白质转化为氨基酸。

酶分为六类

• 氧化还原酶：催化生物体的氧化还原反应。
• 转移酶：这些酶有助于将官能团从一个化合物转移到另一个化合物。
• 水解酶：这些酶通过添加水并通过水解催化生物体的水解反应。
• 裂合酶：这些酶在双键上添加或移除水、二氧化碳和氨，或形成新的双键。
• 异构酶：这些酶通过催化分子内的结构重排来改变分子的形状。
• 连接酶：连接酶催化连接过程。

酶的结构和工作原理

酶被视为锁钥模型，该模型于 1894 年提出。酶在其结构中具有一个活性位点，只有底物才能像钥匙一样装入其中。

引入了一个新的模型，称为诱导契合模型。在这个模型中，活性位点会根据需要改变形状以恰好适合底物。一旦底物正确契合活性位点，它就开始其催化过程。

每个酶都包含一个“活性位点”。活性位点是由执行催化和结合底物的氨基酸形成的口袋。谷氨酸、天冬氨酸和组氨酸是一些氨基酸残基，它们充当质子的受体和供体。

辅因子

有些辅因子存在，没有它们，一些酶就无法正常工作。这些辅因子是非蛋白质分子，有两种类型：离子和辅酶。它们都松散地附着在酶上以支持其功能。离子和分子之间的唯一区别是离子是无机分子，而辅酶是有机分子。当这些辅因子与酶形成紧密键时，该术语就称为辅基。简而言之，辅因子是非蛋白质分子，它们附着在酶上并协助其正常发挥功能。

催化工作机制

催化有四种主要的催化方式：共价催化、键张力催化、酸碱催化以及取向和邻近催化。

• 共价催化：在此机制下，酶和底物之间会形成共价中间体。
• 键张力催化：在此催化机制中，会产生受张力的底物键，易于进行转化。
• 酸碱催化：该机制有助于完成催化过程。
• 取向和邻近催化：在此机制下，相互作用的酶和底物促使反应基团彼此靠近。

影响酶活性的因素

必须存在适当的条件，以防止酶改变其形状以适合底物并正常发挥其功能。酶通常在中性温度下正常工作。在高温下，酶的活性会急剧下降。

• 温度和 pH：酶需要适宜的温度和 pH 才能正常工作。化合物活性最高的温度称为最适温度，化合物执行最大功的 pH 称为最适 pH。通常，最适 pH 范围在 5 到 7 之间。酶被称为蛋白质化合物。
• 底物类型：底物的种类是影响酶活性的另一个因素。与活性位点结合的化学物质会保留酶活性的潜力，这种底物称为抑制剂。
• 盐浓度：盐度的变化是影响酶活性的另一个因素。它会破坏键及其三维形状。它会破坏带电氨基酸之间的吸引力。

酶的一些例子

• 根据不同因素，酶用于酒精饮料的发酵。
• 酶在面包的生产中非常有帮助。它们用于发酵，面包之所以蓬松就是因为发酵。
• 它们在药物生产中也很有用。