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更新時間:2023-05-25 12:38:55瀏覽次數(shù):1124次
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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。信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和細(xì)胞活動的調(diào)控都離不開酶,特別是激酶和磷酸酶的參與。酶也能產(chǎn)生運動,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運輸。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)。
酶的一個非常重要的功能是參與在動物消化系統(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,多個酶以特定的順序發(fā)揮功能:前一個酶的產(chǎn)物是后一個酶的底物;每個酶催化反應(yīng)后,產(chǎn)物被傳遞到另一個酶。有些情況下,不同的酶可以平行地催化同一個反應(yīng),從而允許進(jìn)行更為復(fù)雜的調(diào)控:比如一個酶可以以較低的活性持續(xù)地催化該反應(yīng),而另一個酶在被誘導(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。實際上如果沒有酶,代謝途徑,如糖酵解,無法獨立進(jìn)行。例如,葡萄糖可以直接與ATP反應(yīng)使得其一個或多個碳原子被磷酸化;在沒有酶的催化時,這個反應(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,但在一段時間后檢測可以發(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。
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