[拼音]:mei
[外文]:enzyme
由生物体内细胞产生的一种生物催化剂。由蛋白质组成。能在机体中十分温和的条件下,高效率地催化各种生物化学反应,促进生物体的新陈代谢。生命活动中的消化、吸收、呼吸、运动和生殖都是酶促反应过程。
研究简况酶及其作用是经过相当长的一段时间才被认识的。1857年,微生物学家L.巴斯德认为造酒是酵母的作用。科学家陆续从不同来源的生物材料中提取能引起某些化学反应的物质,曾提出“活体酵素”和“非活体酵素”的名称。到1878年,才有了酶这个名称。同时,李比希等人对巴氏观点提出疑义,认为发酵不一定要酵母参加,只要有像“酶”一样的化学物质,就可以起作用,并认为酶是溶解在细胞液中的。1897年,布什尼尔兄弟第一次用不含细胞的酵母汁实现了发酵作用。
20世纪以来,由于分离提取技术的发展,不断发现多种酶,并注意到某些酶作用还需要辅助因子。1913年,L.米歇利斯和L.M.门腾提出了酶促反应的动力学原理──米氏学说,是研究酶反应的机理的突破,使酶反应建立在科学基础之上。1926年,J.B.萨姆纳第一次从刀豆中提取了脲酶结晶,以后又得到多种酶结晶。研究阐明,它们都是蛋白质。至今已鉴定出约2000种酶。
酶作为生物催化剂,不同于一般化学催化剂。它催化效率高,专一性强,作用条件温和,但不稳定。由于酶种类多,为研究方便,国际酶学委员会(Enzyme Committee,简称EC)提出了一个国际命名原则,即每一个酶有一个系统名称和一个习惯名称,并按系统名称给每一个酶一个编号。命名编号很严格,使每一个酶只能有一个名称和编号,全部资料归纳入《酶学手册》(Enzyme Handbook),各国统一使用。
种类按EC的分类方法,酶共有六大类。
(1)氧化还原酶类:催化氧化还原反应,呼吸系统中这类酶多。
(2)水解酶类:催化水解反应,工业生产上使用最多的酶为此类。包括:淀粉酶──催化淀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)转换酶类:催化功能基团转移,如肝脏中的转氨酶。
(4)裂合酶类:催化从底物上移去一个基团而形成双键的反应。
(5)异构酶类:催化各种同分异构体的互变。
(6)合成酶类:催化由两种物质合成一个物质的反应。
结构酶具有立体空间构型。在酶分子中,存在一个活性中心,是决定酶活力的关键部位。凡能引起蛋白质结构发生变化的因素,均能改变酶分子结构。一旦活性中心结构破坏,酶立刻失去活性。所以,为保持酶活力,制取酶和保存酶时,都必须保持低温、避光和避免其他剧烈条件。
酶的化学本质是蛋白质。有些酶是简单蛋白,有些酶则由蛋白质和辅助因子两部分组成,缺少辅助因子,酶不能显示催化作用。
应用利用盐析、有机溶剂沉淀和色层等方法可以将酶从生物体中提取出来,制成酶制剂,供医学、农业和食品加工使用。在体外,影响酶反应速度有6个主要因素:被作用物(底物)的浓度、酸碱度、温度、酶浓度、激活剂和抑制剂。掌握某一特定酶的最适条件,可以有效地利用它。食品工业中所使用的酶,绝大多数来自微生物。首先是培养微生物,待大量繁殖产酶之后,经分离提取制成酶制剂。有些产品可直接利用微生物本身发酵,但实质上也是利用微生物体内的酶来转化物质生成必要产物。用微生物制酒精、啤酒、葡萄酒、干酪、酸奶,用淀粉酶和异构酶,从淀粉制取果糖-葡萄糖浆,用蛋白酶使肉嫩化,利用纤维素酶去橘子囊衣,用醇脱氢酶去除豆乳中的豆腥味等,都是酶在食品工业中应用的实例。
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