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[拼音]:mei

[英文]:enzyme

由生物體內細胞產生的一種生物催化劑。由蛋白質組成。能在機體中十分溫和的條件下,高效率地催化各種生物化學反應,促進生物體的新陳代謝。生命活動中的消化、吸收、呼吸、運動和生殖都是酶促反應過程。

研究簡況

酶及其作用是經過相當長的一段時間才被認識的。1857年,微生物學家L.巴斯德認為造酒是酵母的作用。科學家陸續從不同來源的生物材料中提取能引起某些化學反應的物質,曾提出“活體酵素”和“非活體酵素”的名稱。到1878年,才有了酶這個名稱。同時,李比希等人對巴氏觀點提出疑義,認為發酵不一定要酵母參加,只要有像“酶”一樣的化學物質,就可以起作用,並認為酶是溶解在細胞液中的。1897年,布什尼爾兄弟第一次用不含細胞的酵母汁實現了發酵作用。

20世紀以來,由於分離提取技術的發展,不斷髮現多種酶,並注意到某些酶作用還需要輔助因子。1913年,L.米歇利斯和L.M.門騰提出了酶促反應的動力學原理──米氏學說,是研究酶反應的機理的突破,使酶反應建立在科學基礎之上。1926年,J.B.薩姆納第一次從刀豆中提取了脲酶結晶,以後又得到多種酶結晶。研究闡明,它們都是蛋白質。至今已鑑定出約2000種酶。

酶作為生物催化劑,不同於一般化學催化劑。它催化效率高,專一性強,作用條件溫和,但不穩定。由於酶種類多,為研究方便,國際酶學委員會(Enzyme Committee,簡稱EC)提出了一個國際命名原則,即每一個酶有一個系統名稱和一個習慣名稱,並按系統名稱給每一個酶一個編號。命名編號很嚴格,使每一個酶只能有一個名稱和編號,全部資料歸納入《酶學手冊》(Enzyme Handbook),各國統一使用。

種類

按EC的分類方法,酶共有六大類。

(1)氧化還原酶類:催化氧化還原反應,呼吸系統中這類酶多。

(2)水解酶類:催化水解反應,工業生產上使用最多的酶為此類。包括:澱粉酶──催化澱粉生成糊精或葡萄糖;蛋白酶──催化蛋白生成氨基酸;脂肪酶──催化脂肪生成脂肪酸和甘油。

(3)轉換酶類:催化功能基團轉移,如肝臟中的轉氨酶。

(4)裂合酶類:催化從底物上移去一個基團而形成雙鍵的反應。

(5)異構酶類:催化各種同分異構體的互變。

(6)合成酶類:催化由兩種物質合成一個物質的反應。

結構

酶具有立體空間構型。在酶分子中,存在一個活性中心,是決定酶活力的關鍵部位。凡能引起蛋白質結構發生變化的因素,均能改變酶分子結構。一旦活性中心結構破壞,酶立刻失去活性。所以,為保持酶活力,製取酶和儲存酶時,都必須保持低溫、避光和避免其他劇烈條件。

酶的化學本質是蛋白質。有些酶是簡單蛋白,有些酶則由蛋白質和輔助因子兩部分組成,缺少輔助因子,酶不能顯示催化作用。

應用

利用鹽析、有機溶劑沉澱和色層等方法可以將酶從生物體中提取出來,製成酶製劑,供醫學、農業和食品加工使用。在體外,影響酶反應速度有6個主要因素:被作用物(底物)的濃度、酸鹼度、溫度、酶濃度、啟用劑和抑制劑。掌握某一特定酶的最適條件,可以有效地利用它。食品工業中所使用的酶,絕大多數來自微生物。首先是培養微生物,待大量繁殖產酶之後,經分離提取製成酶製劑。有些產品可直接利用微生物本身發酵,但實質上也是利用微生物體內的酶來轉化物質生成必要產物。用微生物制酒精、啤酒、葡萄酒、乾酪、酸奶,用澱粉酶和異構酶,從澱粉製取果糖-葡萄糖漿,用蛋白酶使肉嫩化,利用纖維素酶去橘子囊衣,用醇脫氫酶去除豆乳中的豆腥味等,都是酶在食品工業中應用的例項。

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