2012年7月4日 星期三

酵素是生命體的催化劑 Enzymes Are the Catalysts of Life

探索生命《生物學》21
1.        這類「無機催化劑」對於到底要催化哪些反應物質,是比較沒有選擇性的。相反地,生命系統內龐大而多樣的催化劑,每一種催化劑都有特定選擇催化的反應物質。
Swan Lake Pas de Deux, Spring Showcase 2009

2.        生命系統的催化劑稱為酵素enzymes,大部分的酵素都是球狀蛋白
3.        與所有的催化劑一樣,酵素降低啟動反應的活化能,但沒有辦法讓不會起反應的物質產生反應。不過,跟一般無機催化物不同,酵素是高度特化的highly specific,意思是酵素會選擇性地催化某個特定的化合物。
4.        大部分的催化劑會與一種反應物或一對反應物起化學反應,與催化劑進行反應的反應物稱為載體substrates
5.        因為酵素有選擇性,酵素能引導某些載體進入特定的反應路徑,並且阻斷它們進行其他反應,因此酵素能精確地引導控制生命體內的化學反應
6.        舉例來說,磷果醣酵素phosphofructokinase,能夠透過一系列的反應打斷葡萄糖化學鍵,釋放能量,供細胞結構運作所需。
7.        當體內的磷果醣酵素phosphofructokinase被活化,葡萄糖量就會下降,當磷果醣酵素受到抑制,葡萄糖斷裂的反應路徑被阻斷,葡萄糖轉而進入另一系列合成肝醣的反應。
8.        酵素活化與否,決定葡萄糖會遵循什麼樣的反應路徑,打斷葡萄糖化學鍵或合成肝醣。
9.        酵素是高度有效率的催化劑,通常酵素催化的反應進行時間只有百萬分之一秒,因此許多酵素催化的反應比無酵素催化的反應快一百萬倍。
10.     酵素觸媒enzyme catalase是其中一種催化速度最快的酵素。酵素觸媒能催化破壞「過氧化氫H2O2」的反應,細胞內的某些反應會產生過氧化氫,但是過氧化氫是對身體有害的物質,因此必須破壞掉。
11.     酵素觸媒催化破壞過氧化氫分子的速度是每秒一百萬顆分子。大部分的酵素催化效率沒這麼高,一般是每秒催化一顆到一千顆載體分子。因為酵素不會因為反應而變質同樣的酵素可以一再一再地使用。有些酵素的重複使用效率超乎想像得好。
12.     酵素的功能來自於它的三度空間造型的表面活性。每一種酵素都有特定的造型,只與特定的載體交互作用,這些載體的外型剛好與酵素表面的接觸位置吻合。
13.     酵素與載體交互作用的位置稱為活化位置active site活化位置active site通常是酵素表面的低窪或溝槽,酵素表面的低窪或溝槽剛好可讓載體嵌入結合。因此我們可以說,酵素的選擇性來自於它們的分子構像(造型)。簡而言之,酵素的分子構像決定了他們的功能。
n   翻譯編寫 Carol H. McFadden and William T. Keeton Biology ;圖片來源:Doctortee.com

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