1、对酶概念的再认识自 1810 年盖伊卢萨克贾塞夫(Jasephgeylussac)发现酵母可将糖转化为酒精; 1833 年帕耶思( Payen)和珀索兹(Personz)从麦芽提取液中得到 1 种对热不稳定的物质,它可使淀粉水解为可融性糖,到 1835 年伯齐利厄斯(Berzelius)提出催化作用的概念,把起催化作用的物质称为酵素(Ferment)。1878 年弗德里克威廉库恩(FerdrichWilhelm Kuhne)通过进一步研究,认为发酵作用中发酵现象不是酵母本身,而是酵母中某种物质催化了酵解反应,进而给这种物质定义为酶(Enzyme),形成了最初的酶概念。随后,科学工作者相续发现了
2、脲酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳酶,并证实了酶是蛋白质的化学属性。100 多年来,国内外所使用的生物化学、细胞生物学和分子生物学等教材一致把酶定义为是生物体内具催化作用的蛋白质。我国高中生物学教材把酶定义为是由活细胞产生的具有催化能力的蛋白质。随着科学技术的发展,对酶的研究越来越深入,在某些情况下用传统的酶概念,无法对生化现象进行界定。因而,我们认为有必要对酶的概念作进一步认识。一、对酶来源的认识1抗体酶 抗体酶是抗体的高度选择性和酶的高度催化作用结合的产物。本质上是一类具有催化活性的免疫球蛋白在可变区赋予了酶的属性,所以也称为催化性抗体。它是用事先设计好的抗原按照一般单克隆抗体制备的程序获得
3、具有催化活性的抗体。一般情况下这些抗体具有酶反应的特征。例如底物特异性、pH 依赖性等。2合成酶 1977 年达尔(Dhar)实验室人工合成了 1 条序列为GinPheGluAlaSer Phe 的多肽,尽管它的催化活性只有天然酶的 50,但却有溶菌酶的特性。1990 年斯图尔德(Steuerd)利用胰凝乳蛋白酶底物酪氨酸乙酯作模板,构建了 73 氨基酸对烷基脂底物具催化活性,把其称之为人工合成酶。说明酶既可以由生物活细胞产生,也可以人工合成或通过免疫反应而产生,相信还会有更多的酶来源形式。二、从酶的化学本质认识1Ribozyme 1982 年切克(Cech)研究四膜虫,发现大核期间 26sr
4、RNA 具有自我剪接功能。1986 年又证实了其内含子 L19 IVS 具有多种催化功能,随后很多实验室的研究都证实了 RNA 在某些细胞的不同时期具有催化功能。将其称之为 Ribozyme。一般把它分为3 类:自我剪接 Ribozyme、自我剪切 Ribozyme 和催化分子间反应的 Ribozyme。Ribozyme是普遍存在的,它具有底物专一性的酶特性,它的活性与 RNA 结构密切相关。2博莱霉素 博莱霉素(Bleomycin)简称 BLM,是 1 类具有抗肿瘤活性的含糖含肽抗生素。1992 年 JaKashi 认为它是 1 种小分子酶。实验表明, 参与下 BLM 将 DNA2Fe分子上
5、戊糖的 与 a 之间的键切开使 DAN 链断裂,在反应前后 BLM 本身质和量均未4C3发生变化,体现了内切酶的特性。3脱氧核酶(Deoxpibozyme )(DNA zyme)它是 1 类具酶活性的 DNA 分子,自1997 年 Santoro 和 Jogce 通过体外选择技术提出了 1 个由 15 个脱氧核有核构成催化特性结构域的 DNA。它可以通过用于 RNA 的分子切割。1978 年 Carmi 等合成了 1 种依赖的具有自我切割功能的手枪型二级结构脱氧核酶分子。其他学者相继发现或合成了很2a多其它结构的脱氧核酶,现已发现的脱氧核酶有 3 种活性:连接酶活性、金属螯酶活性和磷酸酯酶活性。脱氧核酶具有催化效率高和高度专一性等特性。尽管人们长期认为酶的化学属性是蛋白质,Ribozyme,BLM 和 Deoxribozyme 的发现说明:蛋白质并不是唯一的,具有催化功能的胞内物质。不论怎样,科学的发展都使人们对酶概念的外延和内涵作进一步的讨论,也就是说,既要研究其在生物体内作用的特殊性,也要研究其催化功能的普遍性,使蛋白质属性和其它物质属性统一起来,使生物催化和化学催化统一起来。通过对酶概念的修改,使其能更确切的反映酶的功能和特性。我们认为应给酶的定义是:能够在细胞内催化各种生物化学反应的生物大分子物质。资料来源 生物通报2002.04