酶(英文:Enzyme,源於希臘語:ενζυμον,“在酵裏面”),指具有生物催化功能的高分子物質, 在酶的催化反應體系中,反應物分子被稱為底物,底物通過酶的催化轉化為另壹種分子。幾乎所有的細胞活動進程都需要酶的參與,以提高效率。與其他非生物催化劑相似,酶通過降低化學反應的活化能(用Ea或ΔG表示)來加快反應速率,大多數的酶可以將其催化的反應之速率提高上百萬倍;事實上,酶是提供另壹條活化能需求較低的途徑,使更多反應粒子能擁有不少於活化能的動能,從而加快反應速率。酶作為催化劑,本身在反應過程中不被消耗,也不影響反應的化學平衡。酶有正催化作用也有負催化作用,不只是加快反應速率,也有減低反應速率。與其他非生物催化劑不同的是,酶具有高度的專壹性,只催化特定的反應或產生特定的構型。
雖然酶大多是蛋白質,但少數具有生物催化功能的分子並非為蛋白質,有壹些被稱為核酶的RNA分子也具有催化功能。此外,通過人工合成所謂人工酶也具有與酶類似的催化活性,包括人工合成的DNA。 有人認為酶應定義為具有催化功能的生物大分子,即生物催化劑。[1]
酶的催化活性會受其他分子影響:抑制劑是可以降低酶活性的分子;激活劑則是可以增加酶活性的分子。有許多藥物和毒藥就是酶的抑制劑。酶的活性還可以被溫度、化學環境(如pH值)、底物濃度以及電磁波(如微波)等許多因素所影響。[2]
中文名
酶
英文名
enzyme;ferment
別稱
酵素,生物催化劑
化學式
無確切化學式
含有元素
碳(C)、氫(H)、氧(O)、氮(N)
研究歷史 聽語音
1773年,意大利科學家斯帕蘭紮尼(L.Spallanzani,1729—1799)設計了壹個巧妙的實驗:將肉塊放入小巧的金屬籠中,然後讓鷹吞下去。過壹段時間他將小籠取出,發現肉塊消失了。於是,他推斷胃液中壹定含有消化肉塊的物質。但是什麽,他不清楚。
1833年,法國的培安和培洛裏將磨碎麥芽的液體作用於澱粉,結果發現澱粉被分解,於是將這個分解澱粉的物質命名為Diastase,也就是現在所謂的澱粉酶。後來,Diastase在法國成為用來表示所有酶的名稱。
1836年,德國馬普生物研究所科學家施旺(T.Schwann,1810—1882)從胃液中提取出了消化蛋白質的物質,解開消化之謎。
“酶”(enzyme)這個名稱的使用,始於19世紀後半,是1872年由居尼所提出的。
1926年,美國科學家薩姆納(J.B.Sumner,1887—1955)從刀豆種子中提取出脲酶的結晶,並通過化學實驗證實脲酶是壹種蛋白質。
20世紀30年代,科學家們相繼提取出多種酶的蛋白質結晶,並指出酶是壹類具有生物催化作用的蛋白質。
20世紀80年代,美國科學家切赫(T.R.Cech,1947—)和奧爾特曼(S.Altman,1939—)發現少數RNA也具有生物催化作用。
分布環境 聽語音
人體和哺乳動物體內含有5000種酶。它們或是溶解於細胞質中,或是與各種膜結構結合在壹起,或是位於細胞內其他結構的特定位置上(是細胞的壹種產物),只有在被需要時才被激活,這些酶統稱胞內酶;另外,還有壹些在細胞內合成後再分泌至細胞外的酶──胞外酶。酶催化化學反應的能力叫酶活力(或稱酶活性)。酶活力可受多種因素的調節控制,從而使生物體能適應外界條件的變化,維持生命活動。沒有酶的參與,新陳代謝幾乎不能完成,生命活動就根本無法維持。[3]
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斯帕蘭劄尼研究鷹的消化作用
壹般來說,動物體內的酶最適溫度在35到40℃之間,植物體內的酶最適溫度在40-50℃之間;細菌和真菌體內的酶最適溫度差別較大