酵素是什么？

酶是一種大分子生物催化劑，能夠加速化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。它們通過將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物來發(fā)揮作用。幾乎所有細(xì)胞內(nèi)的代謝過程都需要酶的催化作用，以維持生命所需的速度。酶的研究領(lǐng)域被稱為酶學(xué)，最近還發(fā)展出了一個(gè)新的領(lǐng)域，即假酶分析，該領(lǐng)域認(rèn)識(shí)到在進(jìn)化過程中，一些酶失去了進(jìn)行生物催化的能力，這在它們的氨基酸序列和不尋常的“假催化”屬性中得到體現(xiàn)。

已知酶可以催化5000多種不同類型的生化反應(yīng)。大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，但也有少數(shù)是催化性RNA分子，被稱為核酶。酶的特異性來自其獨(dú)特的三維結(jié)構(gòu)。

酶通過降低活化能來提高反應(yīng)速度，就像其他催化劑一樣。有些酶可以將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的速度提高數(shù)百萬倍。酶與其他催化劑的區(qū)別在于更具體。酶的活性可能會(huì)受到其他分子的影響，抑制劑可以降低酶的活性，而激活劑可以增加酶的活性。許多治療藥物和毒藥都是酶抑制劑。酶的活性在最佳溫度和pH之外會(huì)顯著降低。

酶在生物體內(nèi)扮演著廣泛的角色，對(duì)于信號(hào)傳導(dǎo)和細(xì)胞調(diào)節(jié)至關(guān)重要。它們也參與運(yùn)動(dòng)，例如肌球蛋白水解ATP產(chǎn)生肌肉收縮，以及在細(xì)胞膜上的離子泵中參與主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。酶還有其他外部功能，比如熒光素酶在螢火蟲中產(chǎn)生光。一些病毒也包含酶，用于感染細(xì)胞，如HIV整合酶和逆轉(zhuǎn)錄酶，或者用于從細(xì)胞中釋放病毒，如流感病毒的神經(jīng)氨酸酶。

酶在動(dòng)物的消化系統(tǒng)中扮演著重要角色。例如，淀粉酶和蛋白酶可以將淀粉和蛋白質(zhì)分解為更小的分子，以便它們可以被腸道吸收。在反芻動(dòng)物的腸道中，微生物產(chǎn)生纖維素酶，用于分解植物纖維的纖維素細(xì)胞壁。

代謝途徑中的酶決定了反應(yīng)的步驟。沒有酶，新陳代謝無法按照相同的步驟進(jìn)行，也無法被調(diào)節(jié)以滿足細(xì)胞的需求。許多中央代謝途徑的關(guān)鍵步驟都受到ATP水解酶的調(diào)節(jié)，這些反應(yīng)釋放出大量能量，可以推動(dòng)整個(gè)代謝反應(yīng)序列的進(jìn)行。