某些酶以酶原的形式存在,其生理意义在于避免细胞产生的蛋白酶对细胞进行自身消化;并使酶在特定的部位和环境中发挥作用,保证体内代谢的正常进行。
某些酶在细胞内合成或初分泌时没有活性,这些没有活性的酶的前身称为酶原(zymogen),使酶原转变为有活性酶的作用称为酶原激活(zymogen activation)。
本质是切断酶原分子中特异肽键或去除部分肽段,即酶原在一定条件下被打断一个或几个特殊的肽键,从而使酶构象发生一定的变化,形成具有活性的三维结构的过程。
简单来说:酶原激活的本质是被切掉一段起保护作用的氨基酸残基,使活性中心暴露激活。
酶原的激活是生物体内一种重要的酶活性调节的方法,使酶能在特定的组织和时期表达生物学活性,以起到特定的作用。
例如:人体内胰腺分泌的各种消化酶就是以酶原的形式分泌到小肠中,再由胰蛋白酶进行激活。这样可以保护自身的细胞不被这些消化酶破坏。
(1)酶原(zymogen)某些酶在细胞内合成或初分泌时没有活性,这些没有活性的酶的前身称为酶原(zymogen),使酶原转变为有活性酶的作用称为酶原激活(zymogen
activation)。
比较著名的例子是消化酶的酶原(胃蛋白酶原,胰蛋白酶原,胰凝乳蛋白酶原)和血液凝固酶的酶原(凝血酶原,纤溶酶原)。酶原可以贮存在其合成部位而没有引起细胞或组织自我消化(水解)的危险,待细胞需要时再被激活。·某些酶在细胞内合成或初分泌时没有活性,这些没有活性的酶的前身称为酶原(zymogen),使酶原转变为有活性酶的作用称为酶原激活(zymogen
activation)。
酶原之所以没活性是因为活性中心未形成或未暴露。
(2)酶(enzyme),
早期是指in
yeast
在酵母中的意思,
指由生物体内活细胞产生的一种生物催化剂。大多数由蛋白质组成(少数为RNA)。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。酶是细胞赖以生存的基础。细胞新陈代谢包括的所有化学反应几乎都是在酶的催化下进行的。如哺乳动物的细胞就含有几千种酶。它们或是溶解于细胞液中,或是与各种膜结构结合在一起,或是位于细胞内其他结构的特定位置上。这些酶统称胞内酶;另外,还有一些在细胞内合成后再分泌至细胞外的酶——胞外酶。酶催化化学反应的能力叫酶活力(或称酶活性)。酶活力可受多种因素的调节控制,从而使生物体能适应外界条件的变化,维持生命活动。没有酶的参与,新陈代谢只能以极其缓慢的速度进行,生命活动就根本无法维持。例如食物必须在酶的作用下降解成小分子,才能透过肠壁,被组织吸收和利用。在胃里有胃蛋白酶,在肠里有胰脏分泌的胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶等。又如食物的氧化是动物能量的来源,其氧化过程也是在一系列酶的催化下完成的。
根据酶所催化的反应性质的不同,将酶分成七大类:
氧化还原酶类(oxidoreductase)促进底物进行氧化还原反应的酶类,是一类催化氧化还原反应的酶,可分为氧化酶和还原酶两类。
转移酶类(transferases)催化底物之间进行某些基团(如乙酰基、甲基、氨基、磷酸基等)的转移或交换的酶类。例如,甲基转移酶、氨基转移酶、乙酰转移酶、转硫酶、激酶和多聚酶等。
水解酶类(hydrolases )催化底物发生水解反应的酶类。例如,淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、磷酸酶、糖苷酶等。
裂合酶类(lyases)催化从底物(非水解)移去一个基团并留下双键的反应或其逆反应的酶类。例如,脱水酶、脱羧酶、碳酸酐酶、醛缩酶、柠檬酸合酶等。许多裂合酶催化逆反应,使两底物间形成新化学键并消除一个底物的双键。合酶便属于此类。
异构酶类(isomerases)催化各种同分异构体、几何异构体或光学异构体之间相互转化的酶类。例如,异构酶、表构酶、消旋酶等。
合成酶类(ligase)催化两分子底物合成为一分子化合物,同时偶联有ATP的磷酸键断裂释能的酶类。例如,谷氨酰胺合成酶、DNA连接酶、氨基酸:tRNA连接酶以及依赖生物素的羧化酶等。
易位酶类(translocase)催化离子或分子跨膜转运或在膜内移动的酶类。其中有些涉及ATP水解反应的酶被归为水解酶类(EC 3.6.3-),但水解反应并非这类酶的主要功能。因此,命名委员会近期决定将这类酶归为第七大类酶。
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有些酶如消化系统中的各种蛋白酶以无活性的前体形式合成和分泌,然后,输送到特定的部位,当体内需要时,经特异性蛋白水解酶的作用转变为有活性的酶而发挥作用。这些不具催化活性的酶的前体称为酶原(zymogen)。
如胃蛋白酶原(pepsinogen)、胰蛋白酶原(trypsinogen)和胰凝乳蛋白酶原(chymotrypsinogen)等。某种物质作用于酶原使之转变成有活性的酶的过程称为酶原的激活(zymogen andactivation of zymogen)。使无活性的酶原转变为有活性的酶的物质称为活化素。活化素对于酶原的激活作用具有一定的特异性。
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