什么是酶?

酶的应用已经有数百年历史,并且用途变得越来越广泛。本文将解释什么是酶,以及它的作用。

酶是自然工具

酶剪切和粘贴营养素等物质。它们加快重要的生物过程。例如,胃中的酶能将食物分解为小碎屑,以便于在体内转换成能量。在需要将某种物质转变为另一种时,大自然会用酶加快这一过程

酶分解食物

酶很像人体的工人。在吃东西时,酶将食物分解为能在体内转变成能量的碎屑。这一过程从口腔开始,叫做淀粉酶的酶处理所有摄入的食物颗粒。像训练有素的工程师一样,不同的酶在胃和肠道继续分解食物。

食物分解是转换成能量的重要步骤。未消化的食物难以将内在能量传输出去。消化过程涉及的酶完成食物屑的最后一道分解工作,使之很容易转变成身体各个部位需要的能量。可以说,如果没有酶,即使吃的再好,我们也将死于饥饿。

酶是人体自有的工具

当需要将一种物质转变成另一种时,身体会利用自己的酶。酶能将生物材料切割成小碎片,并重新将它们组合在一起。它们能在体内分解或构建所有生命需要的物质。酶是催化剂,这意味着它们能加快生物反应。如果没有酶的帮助,这些必需反应有时难以发生。作为催化剂,还意味着酶并不是最终产物,它们只是促使事情发生。

每一种酶都有特殊作用

酶的其中一个独特之处是它们只有一种功能。有机体中的每个功能或酶作用物都有自己独特的酶。只有适当的酶找到正确的酶作用物时才会发生生化反应。

酶稳定并能在适当环境下发挥作用

与其它化学品或生物分子相比,酶是很稳定的催化剂。同时,酶也能在低温和中等pH环境下发挥作用。大多数参与相同过程的化学品做不到这一点。也正是这一原因,酶是工业领域的环境友好解决方案。酶不是生物体,仅仅是生物分子。酶是催化剂,还意味着它们不会变成生化反应最终产物的一部分。在生物反应结束后,酶会作为反应产物留下来。然后,酶还会对其它分子的反应重复同样的影响。如果给予适当条件,酶能持续发挥作用。

酶可完全降解

大多数工业都会产生废物。在使用化学品时,这些废物会给环境造成威胁。酶能以更廉价和更环保的方式做同样的工作。酶是大自然的一部分,因此能够完全降解。在工业酶完成任务后,会给工厂留下废水。退休的酶不会在环境中停留很长时间,因为自然界有许多微生物能很容易将酶分解为能构建生命的单个氨基酸。实际上,工业酶不会产生有害垃圾,因此是最环保的解决方案。

蛋白质是人体构建模块

人体的任何部分都由蛋白质构成。从最大的肌肉块,到最小的荷尔蒙,神经纤维或酶都是由小蛋白质分子构成。蛋白质贡献了纯肌肉体重的80%,皮肤的70%和血液的90%左右。蛋白质也是所有生物体的构建模块。无论人类,动物,还是植物和微生物,都是由蛋白质构成的。在人体中,蛋白质对许多细胞功能都很重要,如将分子送入和输出细胞等。

酶是蛋白质

蛋白质有许多类型,但大致可以分为两大类。第一类涉及结构蛋白质,构成了人体的主要部分。典型的结构蛋白质是胶原蛋白,是构成骨头,筋腱和韧带,以及角蛋白,指甲,头发和毛发的蛋白质。第二类蛋白质涉及生物过程,这些是酶,并且大多数催化生物反应发生在细胞中。所有酶都是蛋白质,并且酶还催化生物体内的所有过程,让生物体构成其它蛋白质,碳水化合物或脂肪等其它化学物质。总之,所有酶都是蛋白质,但并不是所有蛋白质都是酶。如果蛋白质能催化一种生物反应,它就是酶。

酶由长链氨基酸组成

与其它蛋白质一样,酶也由氨基酸构成。每个酶都由一长串氨基酸组成,并且氨基酸之间通过化学键绑定。大多数酶仅仅由20种不同的氨基酸构成。酶的结构和功能由氨基酸的顺序决定。每个酶都不一样,有独特的氨基酸序列,这是由细胞基因决定的。

酶具有三维结构

酶由数百万个像珍珠一样串联在一起的氨基酸组成。然而,大多数酶看起来不像氨基酸长链,是高度复杂的三维结构。这是氨基酸之间的化学反应迫使酶变成三维结构的。

氨基酸的排列决定了酶的作用

每种酶都有自己独特的三维结构,并决定了该酶的作用。

酶有活性站

酶是具有数百个氨基酸的大分子。只有一小部分酶参与催化生物反应,这就叫做活性站。酶的三维结构决定了酶活性站的外观。