酶学中的酶,其结构和功能复杂而精细。首先,酶主要分为单纯蛋白酶和结合蛋白酶两类。单纯蛋白酶仅由氨基酸构成,而结合蛋白酶则包含酶蛋白和非蛋白质部分,即辅助因子,辅助因子可以是金属离子或小分子有机化合物。其中,辅酶与酶蛋白非共价结合,辅基则通过共价键紧密相连。辅酶常含有B族维生素,它们在酶中各有其特定的角色:辅酶传递基团,金属离子则稳定构象、参与活性中心或调节反应。
酶的活性中心至关重要,它是酶催化作用的场所,包含结合基团和催化基团。活性中心由酶表面的极性基团构成,如-COOH、-NH2、-OH、-SH和咪唑基等。这些基团形成特定的空间结构,使得酶能专一地与底物结合并催化反应,解释了酶催化作用的专一性。
许多酶在合成或初次分泌时以酶原的形式存在,如消化酶和血液凝固酶。酶原需要经过激活过程,如胰蛋白酶原,通过切除特定肽段,形成活性酶。酶原的存在不仅有利于酶的稳定,还在临床诊断中具有重要意义,通过测定同工酶谱可以帮助诊断疾病。
同工酶是指催化相同反应但分子结构各异的一组酶。它们存在于同一物种或个体的不同组织中,其一级结构、理化性质和免疫学性质各异,但活性中心的结构相似。乳酸脱氢酶是同工酶研究的典型例子,有多种同工酶类型,对疾病的诊断具有辅助作用。