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酶的生物學(xué)功能

　　在生物體內(nèi)，酶發(fā)揮著非常廣泛的功能。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和細(xì)胞活動(dòng)的調(diào)控都離不開酶，特別是激酶和磷酸酶的參與。酶也能產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，通過催化肌球蛋白上ATP的水解產(chǎn)生肌肉收縮，并且能夠作為細(xì)胞骨架的一部分參與運(yùn)送胞內(nèi)物質(zhì)。一些位于細(xì)胞膜上的ATP酶作為離子泵參與主動(dòng)運(yùn)輸。一些生物體中比較奇特的功能也有酶的參與，例如熒光素酶可以為螢火蟲發(fā)光。[18]病毒中也含有酶，或參與侵染細(xì)胞（如HIV整合酶和逆轉(zhuǎn)錄酶），或參與病毒顆粒從宿主細(xì)胞的釋放（如流感病毒的神經(jīng)氨酸酶）。
　　酶的一個(gè)非常重要的功能是參與在動(dòng)物消化系統(tǒng)的工作。以和蛋白酶為代表的一些酶可以將進(jìn)入消化道的大分子（淀粉和蛋白質(zhì)）降解為小分子，以便于腸道吸收。淀粉不能被腸道直接吸收，而酶可以將淀粉水解為麥芽糖或更進(jìn)一步水解為葡萄糖等腸道可以吸收的小分子。不同的酶分解不同的食物底物。在草食性反芻動(dòng)物的消化系統(tǒng)中存在一些可以產(chǎn)生纖維素酶的細(xì)菌，纖維素酶可以分解植物細(xì)胞壁中的纖維素，從而提供可被吸收的養(yǎng)料。
　　在代謝途徑中，多個(gè)酶以特定的順序發(fā)揮功能：前一個(gè)酶的產(chǎn)物是后一個(gè)酶的底物；每個(gè)酶催化反應(yīng)后，產(chǎn)物被傳遞到另一個(gè)酶。有些情況下，不同的酶可以平行地催化同一個(gè)反應(yīng)，從而允許進(jìn)行更為復(fù)雜的調(diào)控：比如一個(gè)酶可以以較低的活性持續(xù)地催化該反應(yīng)，而另一個(gè)酶在被誘導(dǎo)后可以較高的活性進(jìn)行催化。酶的存在確定了整個(gè)代謝按正確的途徑進(jìn)行；而一旦沒有酶的存在，代謝既不能按所需步驟進(jìn)行，也無法以足夠的速度完成合成以滿足細(xì)胞的需要。實(shí)際上如果沒有酶，代謝途徑，如糖酵解，無法獨(dú)立進(jìn)行。例如，葡萄糖可以直接與ATP反應(yīng)使得其一個(gè)或多個(gè)碳原子被磷酸化；在沒有酶的催化時(shí)，這個(gè)反應(yīng)進(jìn)行得非常緩慢以致可以忽略；而一旦加入己糖激酶，在6位上的碳原子的磷酸化反應(yīng)獲得加速，雖然其他碳原子的磷酸化反應(yīng)也在緩慢進(jìn)行，但在一段時(shí)間后檢測(cè)可以發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)產(chǎn)物為葡萄糖-6-磷酸。于是每個(gè)細(xì)胞就可以通過這樣一套功能性酶來完成代謝途徑的整個(gè)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。

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