酵素的催化作用【酵素科普】

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生物为表现各种生命现象,必须获得能量和产生生物生长所需的新物质以为之。生物体藉由摄取养分,经过分解作用,产生能量;或经过合成作用产生所需的新物质(图2-5-1)。在生物体中,营养分子参与各种分解及合成反应,统称为代谢作用

酵素的催化作用【酵素科普】

任何物质都具有或多或少的能量,当物质经由化学​​反应而改变时,再自然无外力的帮助下,需要耗费很长的时间才能完成,这种长时间反应的情形是不足以维持生物体的生命现象。因此,生物体发展出一套能快速产生能量及合成新物质的代谢路径,即每一个代谢反应路径都需要「酵素」帮忙,才能快速地进行完成。酵素是一种蛋白质组成的,具有加速反应的进行的催化作用;反应中且本身并不改变,故可重复参与催化反应的进行。由于每一种酵素分子都有其特殊的结构,因此,每一种酵素只能对特定的受质具有催化作用,故酵素催化的反应具有专一性。这种酵素对受质的专一性,很像是锁跟钥之间的关系(图2-5-2)。通常根据酵素对受质的专一性,来命名酵素,例如分解淀粉的酵素,称淀粉脢。

酵素的催化作用【酵素科普】

由于酵素是一种蛋白质,因此,凡能影响蛋白质的因素,同样会对酵素造成影响,例如温度和酸碱度都能影响酵素的作用。任何一种酵素都有其最适宜的作用温度范围,在此范围以内,酵素的催化活性随温度升高而增高,但是温度若高于或低于适宜的温度范围,酵素酵素的活性都会降低(活动3-3);若是温度太高时(约大于60-70℃),会将酵素结构破坏,此时就会完全丧失酵素活性,且永远无法恢复;相对地,温度太低,只会使酵素无活性,而此活性可因温度上升而恢复。此外每一种酵素亦各有它适宜作用的酸碱度,例如胃蛋白脢喜酸性,胰蛋白脢喜弱碱性,但大部分酵素都在中性溶液中作用最佳。

  酵素的摘要说明:

一、生物体产生酵素的功用

1. 生物体会合成蛋白质,其中某些蛋白质帮助代谢作用,被称为酵素。

2. 代谢作用包括物质的分解反应及合成反应。

3. 酵素帮助分解反应时,养分会被分解,产生能量。

4. 酵素帮助合成反应时,不同的物质会合成为新物质,提供生长发育。

二、酵素帮助代谢作用

1. 一种酵素只能帮助一种代谢反应。

2. 酵素帮助分解作用(图2-5-3)时,酵素先与反应物质形成酵素-物质复合物,物质才能被分解成分解物。

酵素的催化作用【酵素科普】

例如:一分子麦芽糖(即反应物质)与麦芽糖酵素(酵素)作用,并形成〔麦芽糖-麦芽糖酵素复合物〕后,分解产生两分子葡萄糖分子(即分解物)。

3. 酵素帮助合成作用(图2-5-4)时,酵素先与不同的反应物质形成酵素-物质复合物,不同反应物质能被合成为新的物质,称为合成物。

酵素的催化作用【酵素科普】

例如:一分子的果糖(反应物质1)及一分子的葡萄糖(反应物质2)与蔗糖合成酵素(酵素)作用并形成〔果糖-葡萄糖-蔗糖合成酵素复合物〕后,合成一分子的蔗糖(即合成物)。

4. 不论帮助分解反应或合成反应后,酵素不会产生改变,并可以重覆的帮助代谢作用。

三、酵素受温度与酸碱度的影响

1. 酵素帮助代谢作用进行的能力,称为酵素的活性。

2. 代谢反应时,环境中温度及酸碱度的改变会影响酵素的活性。

3. 每一种酵素都只能在一定范围的适当温度与适当的酸碱度的环境才具有活性。

4. 低于适当的温度会使酵素失去活性,但是升高温度后可以恢复酵素活性。

5. 高于适当的温度会破坏酵素,使其活性完全失去,而且降低温度后,无法恢复。

6. 一般酵素在中性、微酸或微碱时,具有最好活性;太酸或太碱性的环境下,酵素会失去活性。

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