生物化学文献综述有关酶

酶（enzyme）是由活细胞产生的、对其底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质或RNA。酶的催化作用有赖于酶分子的一级结构及空间结构的完整。若酶分子变性或亚基解聚均可导致酶活性丧失。酶属生物大分子，分子质量至少在1万以上，大的可达百万。酶是一类极为重要的生物催化剂（biocatalyst）。由于酶的作用，生物体内的化学反应在极为温和的条件下也能高效和特异地进行。随着人们对酶分子的结构与功能、酶促反应动力学等研究的深入和发展，逐步形成酶学（enzymology）这一学科。酶的化学本质是蛋白质（protein）或RNA（Ribonucleic Acid），因此它也具有一级、二级、三级，乃至四级结构。按其分子组成的不同，可分为单纯酶和结合酶。仅含有蛋白质的称为单纯酶；结合酶则由酶蛋白和辅助因子组成。例如，大多数水解酶单纯由蛋白质组成；黄素单核苷酸酶则由酶蛋白和辅助因子组成。结合酶中的酶蛋白为蛋白质部分，辅助因子为非蛋白质部分，只有两者结合成全酶才具有催化活性。

邹承鲁，江苏省无锡县人，1941年重庆南开中学毕业，1945年西南联大化学系毕业，1951年英国剑桥大学生物化学博士。1951年回国后，历任中国科学院生物化学研究所、生物物理研究所副研究员，研究员，室主任，生物物理所副所长，生物大分子国家重点实验室主任等职。由于在胰岛素人工合成，蛋白质和酶学方面的贡献，曾获第三世界科学院奖、陈嘉庚生命科学奖、国家自然科学及中科院自然科学奖多次。自传在国外出版的综合生物化学丛书·生物化学史卷发表, 对当代生物化学发展的贡献已载入史册。1978年起担任全国政协第五至八届委员，八届常委。现为中国科学院院士，第三世界科学院院士，美国生物化学与分子生物学会荣誉会员。曾任中国科学院学部主席团委员，生物学部主任，国家自然科学基金委员会委员，国务院学位委员会委员。多年来，历任一些国内外重要科学期刊编委，包括中国科学和科学通报副主编Analytical Biochemistry及Biochimica et Biophysica Acta编委,美国Biochemistry及FASEB Journal顾问编委等。1981－1982曾应聘担任美国哈佛大学访问教授。1986-1990年间曾分期担任美国国立健康研究Fogarty研究员。邹承鲁院士发现纯化的细胞色素C与在线粒体结合时性质的差异；对呼吸链酶系的研究，为我国酶学研究奠定了基础；在胰岛素人工合成中负责A链及B链的拆合，确定了合成路线；蛋白质必需基团的化学修饰和活性丧失的定量关系公式和作图法，被称为“邹氏公式”和作图法；关于酶作用不可逆抑制动力学理论和反应速度常数测定的新方法，得到国际上广泛采用；关于细胞色素b的三相还原，胰岛素A链及B链本身含有形成完整分子的必要信息，在弱变性条件下酶活性丧失先于分子整体的构象变化，因此酶活性部位具有较高柔性并为酶活性所必需等，都是开创性工作。1980年当选为中国科学院院士（学部委员）。在国内外重要杂志发表研究论文二百余篇。由于在生物化学领域内的贡献，1992年获第三世界科学院生物学奖。人工合成胰岛素，及蛋白质必需基团的化学修饰和酶活性丧失的定量关系工作，分别获第二次和第三次国家自然科学一等奖，后者还获得1989年陈嘉庚奖。甘油醛－3－磷酸脱氢酶活性部位新荧光团的形成，酶活性部位的柔性，和酶作用不可逆抑制动力学工作，先后三次获中国科学院科技进步或自然科学一等奖。此外还获得国家及中国科学院自然科学二、三等奖多次。他在科学上的贡献已载入史册，应外国朋友的邀请，自传已在综合生物化学comprehensive Biochemistry，三十七卷，生物化学史发表。

催化特定化学反应的蛋白质、RNA或其复合体。是生物催化剂，能通过降低反应的活化能加快反应速度，但不改变反应的平衡点。绝大多数酶的化学本质是蛋白质。具有催化效率高、专一性强、作用条件温和等特点。 生物体由细胞构成，每个细胞由于酶的存在才表现出种种生命活动，体内的新陈代谢才能进行。酶是人体内新陈代谢的催化剂，只有酶存在，人体内才能进行各项生化反应。人体内酶越多，越完整，其生命就越健康。当人体内没有了活性酶，生命也就结束。人类的疾病，大多数均与酶缺乏或合成障碍有关。酶的高效性、专一性、多样性、温和性、活性可调节性、易变性使细胞内错综复杂的物质代谢过程能有条不紊地进行，使物质代谢与正常的生理机能互相适应．若因遗传缺陷造成某个酶缺损，或其它原因造成酶的活性减弱，均可导致该酶催化的反应异常，使物质代谢紊乱，甚至发生疾病．因此酶与医学的关系十分密切。每个细胞由于酶的存在才表现出种种生命活动，体内的新陈代谢才能进行。酶是人体内新陈代谢的催化剂，只有酶存在，人体内才能进行各项生化反应。 在生物体内，酶发挥着非常广泛的功能。信号转导和细胞活动的调控都离不开酶，特别是激酶和磷酸酶的参与。酶也能产生运动，通过催化肌球蛋白上ATP的水解产生肌肉收缩，并且能够作为细胞骨架的一部分参与运送胞内物质。一些位于细胞膜上的ATP酶作为离子泵参与主动运输。一些生物体中比较奇特的功能也有酶的参与，例如荧光素酶可以为萤火虫发光。[18]病毒中也含有酶，或参与侵染细胞（如HIV整合酶和逆转录酶），或参与病毒颗粒从宿主细胞的释放（如流感病毒的神经氨酸酶）。 　　酶的一个非常重要的功能是参与在动物消化系统的工作。以淀粉酶和蛋白酶为代表的一些酶可以将进入消化道的大分子（淀粉和蛋白质）降解为小分子，以便于肠道吸收。淀粉不能被肠道直接吸收，而酶可以将淀粉水解为麦芽糖或更进一步水解为葡萄糖等肠道可以吸收的小分子。不同的酶分解不同的食物底物。在草食性反刍动物的消化系统中存在一些可以产生纤维素酶的细菌，纤维素酶可以分解植物细胞壁中的纤维素，从而提供可被吸收的养料。 　　在代谢途径中，多个酶以特定的顺序发挥功能：前一个酶的产物是后一个酶的底物；每个酶催化反应后，产物被传递到另一个酶。有些情况下，不同的酶可以平行地催化同一个反应，从而允许进行更为复杂的调控：比如一个酶可以以较低的活性持续地催化该反应，而另一个酶在被诱导后可以较高的活性进行催化。酶的存在确定了整个代谢按正确的途径进行；而一旦没有酶的存在，代谢既不能按所需步骤进行，也无法以足够的速度完成合成以满足细胞的需要。实际上如果没有酶，代谢途径，如糖酵解，无法独立进行。例如，葡萄糖可以直接与ATP反应使得其一个或多个碳原子被磷酸化；在没有酶的催化时，这个反应进行得非常缓慢以致可以忽略；而一旦加入己糖激酶，在6位上的碳原子的磷酸化反应获得极大加速，虽然其他碳原子的磷酸化反应也在缓慢进行，但在一段时间后检测可以发现，绝大多数产物为葡萄糖-6-磷酸。于是每个细胞就可以通过这样一套功能性酶来完成代谢途径的整个反应网络。

酶是生物体内有活细胞合成,对其特异底物起高效催化作用的生物催化剂酶有"3高1调节"的特点,即高效率,高专一性,高度不稳定性,活力和调节性

影响酶作用的因素：影响酶促反应的因素常有酶的浓度、底物浓度、pH值、温度、抑制剂、激活剂等。其变化规律有以下特点： ①酶浓度对酶促反应的影响：在底物足够，其它条件固定的条件下，反应系统中不含有抑制酶活性的物质及其它不利于酶发挥作用的因素时，酶促反应的速度与酶浓度成正比，如下图所示。 ②底物浓度对酶促反应的影响：在底物浓度较低时，反应速度随底物浓度增加而加快，反应速度与底物浓度近乎：成正比，在底物浓度较高时，底物浓度增加，反应速度也随之加快，但不显著；当底物浓度很大且达到一定限度时，反应速度就达到一个最大值，此时即使再增加底物浓度，反应也几乎不再改变。如下图所示。 ③pH对酶促反应的影响：每一种酶只能在一定限度的pH范围内才表现活性，超过这个范围酶就会失去活性。其特点如下图中曲线变化所示。在一定条件下，每一种酶在某一定PH时活力最大，这个pH称为这种酶的最适pH。 ④温度对酶促反应的影响：酶促反应在一定温度范围内反应速度随温度的升高而加快；但当温度升高到一定限度时，酶促反应速度不仅不再加快反而随着温度的升高而下降。在一定条件下，每一种酶在某一定温度时活力最大，这个温度称为这种酶的最适温度

糖酵解途径中大多数反应是可逆的，但有3个反应基本上不可逆，分别由己糖激酶(或葡萄糖激酶)，6-磷酸果糖激酶-1和丙酮酸激酶催化，是糖酵解途径流量的3个调节点，所以被称为关键酶。在体内，关键酶的活性受到代谢物(包括ATP，ADP)和激素(如胰岛素和胰高血糖素)等的周密调控。