2017-01-17 02:32:50 作者：中国品牌网 来源： 网友评论 0 条

酵素是生物催化剂，其功能就是催化生物体内各类生化反应。生物体内新陈代谢过程中的几乎所有化学反应都是在酵素的催化下进行的。酵素或是溶解于细胞液中，或是与各种膜结构结合在一起，或者驻于细胞内其他结构的特定位置上，这些酵素统称为胞内酵素。在细胞内，酵素通过基因转录、翻译、加工修饰等过程后合成，大多数所合成的酵素直接在细胞内起催化作用，从这个意义上说，酵素是细胞赖以生存的基础。也有一些酵素合成后分泌出细胞，在细胞外挥发其催化作用，这些则称为胞外酵素。人类体内的很多酵素被分泌释放到血液或消化道中发挥功能。例如人体需要吸收食物营养，而依赖食物营养的原来形态是无法吸收的，因此，需要先经过消化过程。消化酵素的作用原理就是切断脂肪、蛋白质和淀粉的键链，让这些营养比较容易被身体运用。

酵素的催化功能依赖于本身所具有的催化活性。其主要作用机制就是降低反应所需要的活化能。在酵素反应过程中，需要极少的能量就可以使反应物进入“激活态”，在消耗相同能量的情况下，可使更多的分子被活化。此外，酵素的专一性，以及在较温和环境因素下的反应状态，表现出酵素与一般催化剂的不同特征。

1．酵素的活性与活性中心

生物体新陈代谢的全部化学反应都是由酵素催化活性来完成的，那么，什么是酵素的活性呢？酵素的活性包括“酵素活力”和“酵素比活力”两个概念。酵素活力指酵素催化一定反应的能力，一般是指酵素反应速度，催化反应速度越快，表示活力越高，反之亦然。酵素比活力则是指每毫克（或毫升）酵素蛋白所具有的酵素活力单位数，它主要反映酵素的纯度。对于同一种酵素而言，酵素比活力越大，酵素的纯度也越高。因此，在酵素质量评价时，常常用到酵素比活力。

关于酵素的活性，还有一个“酵素活性中心”的概念。何谓酵素活性中心？具体地说，就是酵素分子中，直接与反应物结合并发生化学反应的一个特定部位（如图1-2所示）。因为酵素是蛋白质生物大分子，它的体积比反应物的体积大得多，在反应过程中，酵素与反应物接触结合部位仅限于酵素分子的少数基因或较小部位。

酵素活性中心就是一个凹陷的口袋，也叫做魔术口袋。它包括两个功能部位：一个是结合部位，结合部位负责与反应物结合，决定了酵素的专一性特性；另一个是催化部位，催化部位负责催化物链的断裂形成新链，决定着酵素的催化能力。对于需要辅酵素的酵素来说，辅酵素分子或辅酵素分子上的某一部分结构，往往也是酵素活性部位的组成部分。它们构成了酵素活性中心的结构特征，并且具有降低活化能的特性。

活性中心在酵素分子中的总体中只占相当小的部分，通常只占整个酵素分子体积的1010 - 2%。已知几乎所有的酵素都由 100个以上的氨基酸残基所组成，相对分子量在lo X 103以上，直径大于2. Snm。而活性中心只有几个氨基酸残基组成，中心的催化部位一般仅由2-3个氨基酸残基构成，而活性中心的结合部位的残基数目，则因不同酵素而异，可能是一个，也可能是数个。

2．从酵素原到酵素

酵素的作用机制是依靠其催化活性来完成的。然而，一个普遍的现象是，人体内的很多酵素在细胞内刚刚合成或分泌时，并不具有催化活性，它们以无活性的前体形式存在，然后输送到特定部位，我们把这种无活性的前期物称为酵素原（或酶原）。酵素原不具备活性中心或其活性中心被封闭，只有通过激活才能转化为有活性的酵素。我们把这种激活酵素原的物质称为活化剂或激活剂，活化剂对于酵素原的激活作用具有一定的特异性。

酵素原的激活是通过改变酵素分子的共价结构来控制酵素活性的一种机制。它通过肽链的剪切改变蛋白质的构象，去除部分肽段后，有利于酵素活性中心的形成或暴露，使酵素原在必要时被活化，成为有活性的酵素，发挥其功能。

酵素原的激活机制有重要的生理意义，一方面它保证合成的细胞本身不被蛋白酵素的消化破坏；另一方面使它们在特定的生理条件和规定的部位受到激活并发挥其生理作用。譬如组织或血管内膜受损后激活凝血因子；胃主细胞分泌的胃蛋白酵素原，胰腺细胞分泌的糜蛋白酵素原、胰蛋白酵素原和弹性蛋白酵素原等，分别在胃和小肠被激活成相应的活性酵素，从而促进食物蛋白的消化。

胃蛋白酵素并非由胃内直接分泌，而是在胃酸的作用下由胃蛋白酵素原转化而来。胃蛋白酵素原是由胃黏膜层胃底腺的主细胞所分泌。胃蛋白酵素原本身并无活性，只有在酸性条件下才能被激活成为有活性的胃蛋白酵素。据检测，当胃内pH <5时才有此激活转化的作用。胃蛋白酵素原转化为胃蛋白酵素需要胃酸参与，胃蛋白酵素的活性与胃酸也有直接关系。据研究，胃蛋白酵素在pH l.8-3.5 之间活力最强。

研究显示，胰腺可以分泌400 余种酵素原，其被激活后形成具有催化活性的胰酵素，可以将肽片段混合物分别水解为更短的肽。如小肠生成的短肽由羧肽酵素从肽的C端降解或氨肽酵素从肽的N端降解。如此多种酵素联合催化，使食糜中的蛋白质降解成氨基酸混合物，再由肠黏膜上皮细胞吸收进入机体，游离氨基酸进入血液循环后再进入肝脏。

特定肽链的断裂所导致的酵素原激活在生物体内广泛存在，是生物的一种重要调控酵素活性的方式。如果酵素原的激活过程发生异常，将导致一系列疾病发生。