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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