M MRI的應用(3 / 3)

一切酶分子都是由許許多多氨基酸分子組成的高分子蛋白質,分子量在1萬~100萬之間。天然酶分子有單純酶與結合酶兩類,前者的分子組成隻含蛋白質,後者分子組成中除蛋白質外還含有非蛋白質成分,有的還含有金屬離子。酶分子內非蛋白質成分稱為輔因,輔因與酶蛋白的結合物稱全酶。對於結合酶,隻有全酶才能行使催化功能。

酶具有高效催化本領。酶能使化學反應的速度提高106~1012倍,一個酶分子在一分鍾內能使幾百個到幾百萬個底物分子轉化。一個人吃了兩個漢堡包,吃後感到肚子飽了。然而過不了幾小時又覺得餓了。它們被消化掉了。它們在酶的催化下變成簡單的有機分子,由腸壁吸收了。參加這一化學反應的酶主要是澱粉酶、脂肪酶和蛋白酶。沒有這些酶參加活動,漢堡包可能還是漢堡包,不會發生什麼變化。這就是酶的神奇功能。

酶具有高度的專一性,一種酶隻能催化一種化學反應。到目前為止,在自然界中發現的酶大約有3 000種,它們催化的化學反應也有3 000種左右。一種酶隻控製和調節一種化學反應。一個人患消化不良的病,很可能是缺少胃蛋白酶引起的,吃上一點藥用胃蛋白酶就可以治療。

生物體內分布著不同功能性質的酶,因此具有不同生活習性,如驢、馬、牛、羊以草為糧,而豺、狼、虎、豹卻以肉為食。同一生物個體內的不同組織器官也存在功能殊異的酶。消化道內有各種消化酶以助消化,吸收營養物質;肝髒內的酶能合成蛋白質、糖原和脂肪,還能把毒物清除出去;各種腺體內的酶能合成調節新陳代謝的各種激素,甚至男女性征、生兒育女也有賴於酶的參加。

酶對外界條件很敏感,因此很不穩定。高溫、強酸、強堿和某些重金屬離子會導製酶失去活性,不起作用,酶一般難以保存,給廣泛應用帶來不小的困難。

酶的分類

根據酶的功能,通常將酶分為以下幾類:

(1)氧化還原酶類分氧化酶和脫氫酶兩種。在體內參與產能、解毒和某些生理活性物質的合成。

(2)轉移酶類。參與核酸、蛋白質、糖及脂肪的代謝與合成。

(3)水解酶類。這類酶催化水解反應,使有機大分子水解成簡單的小分子化合物。例如,脂肪酶催化脂肪水解成甘油和脂肪酸,是人類應用最廣的酶類。

(4)裂合酶類。這類酶能使複雜的化合物分解成好幾種化合物。

(5)異構酶類。它專門催化同分異構化合物之間的轉化,使分子內部的基因重新排列。例如,葡萄糖和果糖就是同分異構體,在葡萄糖異構酶的催化下,葡萄糖和果糖之間就能互相轉化。

(6)合成酶類。這類酶使兩種或兩種以上的生命物質化合而成新的物質。

許多酶構成一個有規律的酶係統,它們控製和調節複雜的生命的代謝活動。早期的酶工程技術主要是從動物、植物、微生物材料中提取、分離、純化製造各種酶製劑,並將其應用於化工、食品和醫藥等工業領域。20世紀70年代後,酶的固定化技術取得了突破,使固定化酶、固定化細胞、生物反應器與生物傳感器等酶工程技術迅速獲得應用。隨著第三代酶製劑的誕生,應用各種酶工程技術製造精細化工產品和醫藥用品,及其在化學檢測、環境保護等各個領域的有效應用,使酶工程技術的產業化水平在現代生物技術領域中名列前茅,並正在與基因工程、細胞工程和微生物工程融為一體,形成一個具有很大經濟效益的新型工業門類。

孟德爾的發現

1900年,三位生物學家:荷蘭的德弗裏斯、德國的科倫斯和奧地利的切馬克不約而同地各自發表文章,都稱讚一個科學界不知道的奧地利人孟德爾,說他發現了重要的遺傳學定律。原來,他們三人各自在遺傳學研究上獲得了重要發現,都準備發表論文,就去查閱以前的文獻資料,又都發現了30多年前孟德爾的文章。他們都意外地發現,自己的實驗研究,在孟德爾的文章中早有闡述。30多年前,孟德爾用豌豆作了8年試驗,發現了遺傳的規律,打開了現代遺傳學的大門,為現代遺傳學的發展奠定了基礎。