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酶的结构与功能

酶的结构

单体酶具有一级、二级、三级结构。一级结构是指构成酶蛋

白的氨基酸组成的一条长肽链或多肽链。二级结构是指肽链骨架

相邻区段借助氢键等沿轴向方向建立的规则折叠片与螺旋。三级

结构指在二级结构基础上肽链进一步的折叠片与盘绕成二维空

间结构,多肽链中原来相距较远的序列可以集中到一个区域内。

此基础上,由几个到十数个亚基(或单体)组成的寡聚酶或生物大

分子称为酶的四级结构。酶的催化活性与酶的甲级结构密切相关。

酶的功能

1.解旋酶:作用于氢键,是一类解开氢键的酶,由水解ATP

来供给能量它们常常依赖于单链的存在,并能识别复制叉的单链

结构。在细菌中类似的解旋酶很多,都具有ATP酶的活性。大部

分的移动方向是5′→3,′但也有3′→5移′到的情况,如n′蛋白在

φχ174以正链为模板合成复制形的过程中,就是按3′→5移动′。

在DNA复制中起作用。

2.DNA聚合酶:在DNA复制中起作用,是以一条单链DNA

为模板,将单个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互

补的DNA链,形成链与母链构成一个DNA分子。

3.DNA连接酶:其功能是在两个DNA片段之间形成磷酸二

酯键。如果将经过同一种内切酶剪切而成的两段DNA比喻为断

成两截的梯子,那么,DNA连接酶可以把梯子的扶手“”的断口处

(注意:不是连接碱基对,碱基对可以依靠氢键连接),即两条DNA

黏性末端之间的缝隙缝合“”起来。据此,可在基因工程中用以连

接目的基因和运载体。

与DNA聚合酶的不同在于:不在单个脱氧核苷酸与DNA片

段之间形成磷酸二酯键,而是将DNA双链上的两个缺口同时连

接起来,因此DNA连接酶不需要模板

4.RNA聚合酶:又称RNA复制酶、RNA合成酶,作用是以

完整的双链DNA为模板,边解放边转录形成mRNA,转录后DNA

仍然保持双链结构。对真核生物而言,RNA聚合酶包括三种:

RNA聚合酶I转录rRNA,RNA聚合酶Ⅱ转录mRNA,RNA聚合

酶Ⅲ转录tRNA和其她小分子RNA。在RNA复制和转录中起作

用。

5.反转录酶:为RNA指导的DNA聚合酶,催化以RNA为模

板、以脱氧核糖核苷酸为原料合成DNA的过程。具有三种酶活

性,即RNA指导的DNA聚合酶,RNA酶,DNA指导的DNA聚

合酶。在分子生物学技术中,作为重要的工具酶被广泛用于建立

基因文库、获得目的基因等工作。在基因工程中起作用。

6.限制性核酸内切酶(简称限制酶):限制酶主要存在于微生

物(细菌、霉菌等)中。一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序

列,并且能在特定的切点上切割DNA分子。是特异性地切断DNA

链中磷酸二酯键的核酸酶(“分子手术刀”)。发现于原核生物体内,

现已分离出100多种,几乎所有的原核生物都含有这种酶。是重

组DNA技术和基因诊断中重要的一类工具酶。例如,从大肠杆

菌中发现的一种限制酶只能识别GAATTC序列,并在G和A之

间将这段序列切开。目前已经发现了200多种限制酶,它们的切

点各不相同。苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因,就能被某种限制酶

切割下来。在基因工程中起作用。

7.纤维素酶和果胶酶:植物细胞工程中植物体细胞杂交时,

需事先用纤维素酶和果胶酶分解植物细胞的细胞壁,从而获得有

活力的原生质体,然后诱导不同植物的原生质体融合。

8.胰蛋白酶:在动物细胞工程的动物细胞培养中,需要用胰

蛋白酶将取自动物胚胎或幼龄动物的器官和组织分散成单个的

细胞,然后配制成细胞悬浮液进行培养。或用于细胞传代培养时

将细胞从瓶壁上消化下来。

9.淀粉酶:主要有唾液腺分泌的唾液淀粉酶、胰腺分泌的胰

淀粉酶和肠腺分泌的肠淀粉酶,可催化淀粉水解成麦芽糖。

10.麦芽糖酶:主要有胰腺分泌的胰麦芽糖酶和肠腺分泌的

肠麦芽糖酶,可催化麦芽糖水解成葡萄糖。

11.脂肪酶:主要有胰腺分泌的胰脂肪酶和肠腺分泌的肠脂

肪酶,可催化脂肪分解为脂肪酸和甘油。肝脏分泌的胆汁乳化脂

肪形成脂肪微粒后,有利于脂肪分解。

12.蛋白酶:主要有胃腺分泌的胃蛋白酶和胰腺分泌的胰蛋

白酶,可

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