中學生物學中應用到的“生物酶”

趙明東

1生物工程中的酶

①纖維素酶和果膠酶：在植物細胞工程中植物體細胞雜交時，需要事先用纖維素酶和果膠酶分解植物細胞的細胞壁，從而獲得有活力的原生質體，然后誘導不同植物的原生質體融合。

②胰蛋白酶：在動物細胞工程的動物細胞培養中，需要用胰蛋白酶將取自動物胚胎或幼齡動物的器官和組織分散成單個的細胞，然后配制成細胞懸浮液進行培養。

③限制性內切酶：主要存在于微生物中，一種限制性內切酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并且能在特定的位點上切割DNA分子。據此，可以用限制性內切酶切割獲得基因工程中所需要的目的基因。目前已經發現了200多種限制性內切酶。

④DNA連接酶：如果將經過同一種內切酶剪切而成的兩段DNA比喻為斷成兩截的梯子，那么DNA連接酶可以把梯子的“扶手”的斷口處(注意：不是連接堿基對，堿基對可以依靠氫鍵連接)，即兩條DNA黏性末端之間的縫隙“縫合”起來。據此，可以在基因工程中用以連接目的基因和運載體。

2遺傳變異中的酶

①解旋酶：在DNA復制或者轉錄時，解旋酶可以將DNA分子的兩條多脫氧核苷酸鏈中配對的堿基從氫鍵處斷裂，從而使兩條螺旋的雙鏈解開。

②DNA／RNA聚合酶：分別催化脫氧核苷酸聚合成DNA鏈以及核糖核苷酸聚合成RNA鏈的反應。

③逆轉錄酶：催化以RNA為模板、以脫氧核糖核苷酸為原料合成DNA的過程。

3物質代謝中的酶

①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腸腺分泌的腸淀粉酶。可催化淀粉水解成麥芽糖。

②麥芽糖酶：主要有胰腺分泌的胰麥芽糖酶和腸腺分泌的腸麥芽糖酶。可催化麥芽糖水解成葡萄糖。

③脂肪酶：主要有胰腺分泌的胰脂肪酶和腸腺分泌的腸脂肪酶。可催化脂肪分解為脂肪酸和甘油。需要指出的是，脂肪分解前往往需要經過肝臟分泌的膽汁的乳化作用形成脂肪微粒。

④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?？纱呋鞍踪|水解成多肽鏈。

⑤肽酶：由腸腺分泌。可催化多肽鏈水解成氨基酸。

⑥轉氨酶：催化蛋白質代謝過程中氨基轉換過程。例如人體中的谷丙轉氨酶(GPT)能夠把谷氨酸上的氨基轉移給丙酮酸，從而形成丙氨酸和酮戊二酸。谷丙轉氨酶在肝臟中的含量最多，當肝臟發生病變時谷丙轉氨酶就大量釋放到血液中。因此臨床上常把化驗人體血液中這種酶的含量作為診斷是否患肝炎等疾病的一項重要指標。

除此之外，常見的還有光合作用酶、呼吸氧化酶、ATP合成酶等。

4微生物代謝調節中的酶

微生物代謝的調節主要包括兩種方式：酶合成的調節和酶活性的調節。酶合成的調節是指只有在環境中存在某種物質的情況下合成特定誘導酶的調節方式。這里涉及到以下兩種酶：

①組成酶——指微生物細胞中一直存在的酶。它們的合成只受遺傳物質的控制，例如大腸桿菌細胞中分解葡萄糖的酶。

②誘導酶一指環境中存在某種物質的情況下才合成的酶，例如大腸桿菌細胞中分解乳糖的酶。

酶活性的調節則是由于代謝過程中產生的物質與酶結合，導致酶的結構發生可逆性的變化，從而改變了酶活性的調節方式，例如谷氨酸棒狀桿菌合成谷氨酸過程中的谷氨酸脫氫酶。