酶的化学本质

酶的化学本质

迄今为止，被分离纯化的酶已有数千种，经物理和化学方法分析测定表明，其化学本质基本上都是蛋白质。但自从20世纪80年代以来，人们相继发现RNA、短片段的DNA也具有剪切、修饰、加工和催化分子间反应等活性;此外，还存在抗体酶、人工酶等。这些酶的发现对“酶的化学本质是蛋白质”这一经典观点提出了挑战。

根据酶的化学组分，酶可以分为单纯酶和结合酶2大类。前者除蛋白质外，不含其他物质，如淀粉酶、脲酶、蛋白酶等;结合酶是指酶分子中除蛋白质外，还含有非蛋白质组分，如一些小分子有机物或金属离子，它们统称为辅助因子。如金属离子在酶分子中作为酶活性中心部位的组成成分，或帮助酶形成具有活性所必需的构象。对于结合酶类，当酶蛋白脱离辅助因子时，无催化活性;只有与辅助因子结合成完整的酶分子即全酶时，才具有催化活性。辅助因子与酶一般通过共价键、配位键或离子键的形式相结合。通常把与酶蛋白结合比较疏松、容易脱离(可以通过透析法除去)的小分子物质称辅酶(如NAD⁺和NADP⁺)，而把那些与酶蛋白结合比较紧密，不能用透析法除去，需用一定化学方法才可除去的小分子物质称辅基(如FAD、FMN、细胞色素氧化酶中的铁卟啉等)。辅酶与辅基并无本质上的差别，只是它们与酶蛋白结合的牢固程度不同而已。

在结合酶的催化过程中，酶蛋白与辅助因子所起的作用各不相同，前者决定酶反应的专一性和高效性，后者则作为原子、电子或某些化学基团的载体参与反应，即决定酶反应的类型。在结合酶中，一种酶蛋白只与一种辅酶结合，作用于一种底物，向着一个方向进行化学反应，而一种辅酶则可以与若干种酶蛋白结合形成多种酶，催化若干种底物，发生同一类型的化学反应。如乳酸脱氢酶(LDH)的酶蛋白，只能与NAD+结合形成乳酸脱氢酶，使乳酸发生脱氢反应。而含有NAD+的酶却有多种，除LDH外，还有苹果酸脱氢酶(MDH)、α－酮戊二酸脱氢酶(KDH)、异柠檬酸脱氢酶(ICDH)、磷酸甘油脱氢酶(GDH)、3－磷酸甘油醛脱氢酶(3－pGDH)等。