文档介绍：第三章酶
生物体内不断进行着各种化学变化。绿色植物和某些细菌能以十分简单的物质(如水、CO2和无机盐)为原料合成各种复杂物质,并把太阳能转化为化学能贮存于有机物质中;而其他生物又能分解这些复杂物质,从中获取能量。例如,动物以植物体中的淀粉等复杂物质为食物,将淀粉降解成单糖,并在细胞内进一步分解为CO2和水,同时释放能量供动物生长、发育、运动等各种生命活动需要。在实验室中,复杂有机物的合成与分解必需在高温、高压、强酸或强碱等剧烈条件下进行,而在生物体内虽然条件十分温和,许多复杂的化学变化却进行得极顺利和迅速,这种使化学反应变得容易和迅速的根本原因就是生物体内普遍存在着生物催化剂——酶。酶与其他催化剂不同,它具有很大的专一性和极高的催化效率,能在机体中十分温和的条件下起高效率的催化作用,这不是无机催化剂所能比拟的。
现已鉴定出4 000多种酶,其中不少得到结晶,很多种的一级结构或三级结构也已经阐明。随着酶学理论研究的不断深入必将对生命本质的探索作出更大的贡献。
酶的命名与分类
一、习惯命名法
1961年以前使用的酶的名称都是习惯沿用的,称为习惯名。习惯命名的原则是:
(1)绝大多数酶依据其底物来命名如催化水解淀粉的称为淀粉酶,催化水解蛋白质的称为蛋白酶。
(2)某些酶根据所催化的反应性质来命名如水解酶催化底物分子水解,转氨酶催化一种化合物上的氨基转移至另一化合物上。
(3)有的酶结合上述两个原则来命名如琥珀酸脱氢酶是催化琥珀酸脱氢反应的酶。
(4)在这些命名的基础上有时还加上酶的来源或酶的其他特点如胃蛋白酶及胰蛋白酶,碱性磷酸酯酶及酸性磷酸酯酶等。
习惯命名比较简单,应用历史较长,但缺乏系统性,有时出现一酶数名或一名数酶的情况。为了适应酶学的发展,避免命名的重复,国际酶学会议于1961年提出了一个新的系统命名及系统分类的原则,已为国际生化协会所采用。
二、国际系统命名法
按照国际系统命名法,每一种酶有一个系统名称(systematic name)和习惯名称(即推荐名称( mended name),后一种名称简单,便于使用,但不严格缺乏系统性。系统名称应当明确表明酶的底物及催化反应的性质。例如,草酸氧化酶(习惯名称)写成系统名称时,应将它的两个底物,即“草酸”及“氧”同时列出,并用“:”将它们隔开,它所催化的反应性质为“氧化”,也需指明,所以它的系统名称为“草酸:氧氧化酶”。若底物之一是水时,可将水略去不写,如乙酰辅酶A水解酶(习惯名)可以写成乙酰辅酶A:水解酶(系统名),而不必写成乙酰辅酶A:水水解酶。
在国际科学文献中,为严格起见,一般使用酶的系统名称,但是因某些系统名称太长,较复杂为了方便起见,有时仍使用酶的习惯名称。在《酶学手册》(《Enzyme Handbook》,Thome E. Barm编,1969年)或某些专著中列有酶的一览表,表中包括酶的编号、系统名称、习惯名称、反应式、酶的来源、酶的性质等各项内容,必要时可以查阅。
三、国际系统分类法及编号
国际系统法中分类的原则是将所有的酶促反应按反应性质分为六大类,分别用l、2、3、4、5、6的编号来表示。再根据底物中被作用的基团或键的特点将每一大类分为若干个亚类,每个亚类按顺序编成 l、2、3、4……等数字。每一个亚类可再分为若干个亚—亚类,仍用 l、2、3、4……编号。每一个亚—亚类中不同的酶有不同的编号。所以每一个酶的分类编号由四个数字组成,数字间由“.”隔开;第一个数字指明该酶属于六个大类中的哪一类;第二个数字指出该酶属于哪一个亚类;第三个数字指出该酶属于哪一个亚—亚类;第四个数字则表明该酶在一定的亚—亚类中的排号。编号之前往往冠以EC(如 ),mission(酶学委员会)的缩写。六个大类及其亚类详细介绍如下:
(1)氧化还原酶类氧化还原酶类(oxido-reductases)催化氧化还原反应。
A2H + B = A + B2H
例如,乳酸:NAD+氧化还原酶(,习惯名为乳酸脱氢酶)及黄嘌呤氧化还原酶(,习惯名为黄嘌呤氧化酶)。
(2)转换酶类转换酶类(transferases)催化功能基团转移反应。
AB + C = A + BC
例如,丙氨酸:酮戊二酸氨基转换酶(,习惯名为谷丙转氨酶或丙氨酸氨基移换酶);S-腺苷酰蛋氨酸:尼克酰胺甲基移换酶(,习惯名为尼克酰胺甲基酶)。
(3)水解酶类水解酶类(hydrolases)催化水解反应。这类酶包括淀粉酶、核酸酶、蛋白酶及脂酶等。
AB + H2O = AOH + BH
例如,亮氨酸氨基肽水解酶(,习惯名为亮氨酸氨肽酶)。