[科普中国]-酶——生命不可缺少的物质

酶的本质

新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础，而进行新陈代谢又离不开酶的催化作用。酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。按本质来说，绝大多数的酶是蛋白质，少数是RNA即核糖核酸，是一种遗传信息载体。

具有酶活性的蛋白质分为简单蛋白质和结合蛋白质。简单蛋白质类的酶是由氨基酸组成，不含其他物质，如胃蛋白酶。结合蛋白质类的酶由简单蛋白质与辅助因子组成，如乳酸脱氢酶、转氨酶等。组成酶的简单蛋白质部分叫做酶蛋白或主酶，辅基部分叫做辅酶。结合酶一般是主酶与辅酶结合，成为全酶，才能起到酶的作用。而且蛋白质所具有的理化性质，酶一般都具有，如易受温度、pH值等外界因素影响、催化效率高、具有高度特异性等。

酶的作用

由于酶的作用，生物体内的化学反应在极为温和的条件下可以高效进行，可以使生物消化食物，吸收营养，并且维持内脏功能，比如，消炎排毒、新陈代谢、提高免疫力、产生能量、促进血液循环等。人体内含有诸多种酶，它们支配着生物的新陈代谢、营养和能量转换等许多催化过程，与生命过程关系密切的反应大多是酶催化反应。

酶最主要的作用就是催化，它能够使细胞内错综复杂的物质代谢过程有条不紊地进行，使物质代谢与正常的生理机能互相适应。如果因遗传缺陷或其他原因造成某个酶缺损或活性减弱，可能导致该酶的催化反应发生异常，使物质代谢紊乱，甚至产生疾病。

酶的催化机制主要有酸碱催化和共价催化两种。酸碱催化指质子转移加速反应的催化作用。共价催化指一个底物或底物的一部分与催化剂形成共价键，然后转移给第二个底物。许多酶催化的基团转移反应都是通过共价催化的方式进行。

人体内存在大量酶，结构复杂、种类繁多。例如，人们在口腔内咀嚼米饭、馒头时，咀嚼的时间越长，口感就越甜。这是由于米饭中的淀粉在口腔分泌的唾液淀粉酶的作用下水解成麦芽糖。因此，人们吃饭时多咀嚼可以使食物与唾液充分混合，有利于消化。此外，人体从食物中摄取的蛋白质，必须在胃蛋白酶等多种蛋白水解酶作用下水解成氨基酸，然后再通过其他酶的作用选择特定氨基酸，按照一定的顺序重新结合成人体所需的蛋白质，这其中发生了许多复杂的化学反应。

酶如何降低反应活化能

酶的催化机理是降低反应活化能。化学反应之所以能够进行，是因为有一部分的底物分子已被激活成为活化分子，活化分子越多，反应速度则越快。酶-底物复合物反应生成产物的同时释放酶，与另外的底物分子结合，通过降低反应的活化能提高化学反应的速度。酶能够加快化学反应的速度，但不能改变化学反应的平衡点，也就是说酶在促进正向反应的同时也以相同的比例进行逆向反应，所以酶的作用是缩短了到达平衡所需的时间。

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