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酶的组成

放大字体  缩小字体 发布日期:2006-07-01

(一)单纯蛋白酶和结合蛋白酶

蛋白质分为简单蛋白质和结合蛋白质两类。同样,按照化学组成,酶也可分为简单蛋白酶(simple proteinases)和结合蛋白酶(conjugated proteases)两大类。如脲酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、核糖核酸酶等一般水解酶都属于简单蛋白酶,这些酶的活性仅仅取决于它们的蛋白质结构,酶只由氨基酸组成,此外不含其它成分。而像转氨酶(transaminases)、乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)、碳酸酐酶(carbonic anhydrase)及其它氧化还原酶类(oxidoreductases)等均属结合蛋白酶。这些酶除了蛋白质组分外,还含对热稳定的非蛋白小分子物质。前者称为酶蛋白(apoenzyme),后者称为辅因子(cofacters)。酶蛋白与辅因子单独存在时,均无催化活力。只有二者结合成完整的分子时,才具有酶活力。此完整的酶分子称为全酶(holoenzyme)。

全酶 = 酶蛋白 + 辅因子

酶的辅因子有的是金属离子,有的是小分子有机化合物。有时这两者对酶的活性都是需要的。通常将这些小分子有机化合物称为辅酶或辅基。金属在酶分子中,或者作为酶活性中心部位的组成成分,或者帮助形成酶活性所必需的构象(conformation)。酶蛋白以自身侧链上的极性基团,通过反应以共价键、配位键或离子键与辅因子结合。通常把与酶蛋白结合比较松、容易脱离酶蛋白,可用透析法除去的小分子有机物称为辅酶;而把那些与酶蛋白结合比较紧、用透析法不易除去的小分子物质称为辅基。辅酶和辅基并没有什么本质上的差别,二者之间也无严格的界限,只不过它们与酶蛋白结合的牢固程度不同而已。

在全酶的催化反应中,酶蛋白与辅因子所起的作用不同,酶蛋白本身决定酶反应的专一性及高效性,而辅因子直接作为电子、原子或某些化学基团的载体起传递作用,参与反应并促进整个催化过程。

通常一种酶蛋白只能与一种辅酶结合,组成一个酶,作用一种底物,向着一个方向进行化学反应。而一种辅酶,则可以与若干种酶蛋白结合,组成为若干个酶,催化若干种底物发生同一类型的化学反应。如乳酸脱氢酶的酶蛋白,只能与NAD 结合,组成乳酸脱氢酶,使底物乳酸发生脱氢反应。但可以与NAD 结合的酶蛋白则有很多种,如乳酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶(malate dehydrogenase,MDH)及磷酸甘油脱氢酶(glycerophosphate dehydrogenase,GDH)中都含NAD ,能分别催化乳酸、苹果酸及磷酸甘油发生脱氢反应。由此也可看出,酶蛋白决定了反应底物的种类,即决定该酶的专一性,而辅酶(基)决定底物的反应类型。

(二)单体酶、寡聚酶和多酶复合体系

根据蛋白质结构上的特点,酶可分为三类:

1. 单体酶

只有一条多肽链的酶称为单体酶(monomeric enzymes),它们不能解离为更小的单位。其分子量为13 000~35 000。属于这类酶的为数不多,而且大多是促进底物发生水解反应的酶,即水解酶,如溶菌酶、蛋白酶及核糖核酸酶等。

2. 寡聚酶

由几个或多个亚基组成的酶称为寡聚酶(oligomeric enzymes)。寡聚酶中的亚基可以是相同的,也可以是不同的。亚基间以非共价键结合,容易为酸、碱、高浓度的盐或其它的变性剂分离。寡聚酶的分子量从35 000到几百万。如磷酸化酶a(phosphorylase a)、乳酸脱氢酶等。

3. 多酶复合体系

由几个酶彼此嵌合形成的复合体称为多酶体系(multienzyme system)。多酶复合体有利于细胞中一系列反应的连续进行,以提高酶的催化效率,同时便于机体对酶的调控。多酶复合体的分子量都在几百万以上。如丙酮酸脱氢酶系(pyruvate dehydrogenase system)和脂肪酸合成酶复合体(fatty acid synthetase complex)都是多酶体系。

 
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