細菌的營(yíng)養——細菌的酶（1）

（一）細菌的酶

細菌在生長(cháng)繁殖過(guò)程中，進(jìn)行著(zhù)各種生物化學(xué)反應。這些反應的過(guò)程都和酶有密切的關(guān)系。因此，要了解細菌的生命活動(dòng)，必須對酶的特性及其作用有一個(gè)基本的理解。

1.酶的特性   酶都是由生活細胞合成的。在適當條件下，細胞雖已死亡，但其產(chǎn)生的酶仍可保持其活性。

酶只能改變（通常是促進(jìn)）化學(xué)反應的速度，而不能改變反應的平衡。

酶的作用具有特異性，即一種酶只能對一種物質(zhì)或一類(lèi)物質(zhì)的化學(xué)反應有催化作用。例如蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)的水解反應，對糖類(lèi)則無(wú)作用。

酶不加入最后產(chǎn)物中，但在反應過(guò)程中可與作用物發(fā)生暫時(shí)的結合，最終仍將與產(chǎn)物分開(kāi)。

所有的酶都是蛋自質(zhì)，分子量較大，不耐熱。有部分酶已制成結晶。有些酶除有蛋白質(zhì)外，還要有其他成分的存在才有活性。例如：丙酮酸脫羧酶經(jīng)透析后，其所含的焦磷酸硫氨素和鎂即與蛋白質(zhì)分離而各單獨存在，對丙酮酸都沒(méi)有作用，只有在三種成分同時(shí)存在時(shí)始呈現酶的活性。

酶活性所必需的非蛋白質(zhì)性有機物質(zhì)稱(chēng)為輔基，其分子量較小，可以透析，耐熱。其中易與蛋白質(zhì)部分分離的輔基，一般稱(chēng)為輔酶。但輔基或輔酶這兩個(gè)名稱(chēng)�？赏ㄓ�。

許多酶都需要金屬離子才有活性，這些離子稱(chēng)為激活劑或輔因子有些離子如鐵銅、鎂、錳或鋅等就是酶的組成部分。

酶的蛋白質(zhì)部分稱(chēng)為酶蛋白。酶蛋白和輔酶稱(chēng)為全酶或酶。

根據上述情況，可將酶分為下列四類(lèi)

① 酶的活性不需要金屬離子或有機輔酶。酶蛋白的表面結構已適于進(jìn)行酶的活動(dòng)。如水解酶。

2 需要金屬離子．但不需要輔酶，如細胞色素氧化酶。這些離子習能吸附于酶蛋白的某部分，使表面的某部分結構適于作用物的吸附，或電子的傳遞。

3 需要輔酶，但不需要離子，如各種脫氫酶類(lèi)。輔酶吸著(zhù)于蛋白質(zhì)表面，形成適宜的結構，便于作用物的結合。

④ 酶的活性需要金屬離子，也需要有機輔酶。離子可能形成一定的結構，利于輔酶的吸附，或二者同時(shí)吸附于蛋白質(zhì)表而的不同部位，如丙酮酸脫羧酶。

2 ．輔酶和必要基

( l ）輔酶I 和輔酶II：這類(lèi)輔酶含有尼克酰胺，腺嘌呤，核糖和磷酸。它們是某些脫氫酶的輔酶，在細菌呼吸過(guò)程中起著(zhù)傳遞氫體的作用。輔酶l 化學(xué)名即二磷酸吡啶核苷酸（diphosphyridinenucleotide ) ，簡(jiǎn)稱(chēng)DPN 。

輔酶II 比輔酶I 多一個(gè)磷酸基，即三磷酸吡啶核苷酸．簡(jiǎn)稱(chēng)TPN 。它們的遞氫作用是依靠其分子中尼克酰胺部分的還原和氧化作用。

各種細菌合成輔酶I或輔酶II 的能力不同，因而它們需要的營(yíng)養也有差異。

 ( 2 ）黃素蛋白〔黃酶）類(lèi)輔基：這類(lèi)輔基的主要成分無(wú)核黃素。輔基都具有遞氫的功能，受氫和脫氫作用在核黃索部分進(jìn)行。核黃素和一個(gè)磷酸基結合，生成磷酸核黃素�；蚍Q(chēng)黃素單核苷酸（FMN ) ；酸磷核黃素再與腺嘌呤核苷酸結合，生成黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD ）。

( 3 ）磷酸吡哆醛，是許多酶類(lèi)，如氫基轉移酶、氨基酸脫羧酶、丙氨酸消旋酶等的輔基。

( 4 ）輔酶A ：是含有泛酸的輔酶。泛酸的合成需要β-丙氨酸和泛解（Pantoic acid ）。

各種細菌合成輔酶A 的能力不同，因此比營(yíng)養需要也不一樣。

輔酶A 有傳遞乙�；�的作用, 參與三羧循環(huán)中的丙酮酸和α-酮戊二酸氧化脫羧作用。脂肪酸的合成也需要輔酶A參與。

（5）磷酸腺苷類(lèi)輔酶：這類(lèi)輔酶有三種，由腺嘌呤，戊糖與磷酸結合而成。磷酸腺苷（Adenglic acid ，AMP）含一個(gè)普通磷酸鍵；二磷酸腺苷（ AOP ）含普通和磷酸鍵高能磷酸鍵各個(gè)；三磷酸腺苷( Adenosine triphosphate,ATP ）含一個(gè)普通磷酸鍵又，二個(gè)高能磷酸鍵。

磷酸腺苷類(lèi)輔酶具有傳遞磷酸基的作用。在酶類(lèi)代謝過(guò)程中，磷酸化和脫磷酸作用都需要這類(lèi)輔酶。

ATP和ADP 因為含有高能磷酸鍵，所以也稱(chēng)高能含磷化合物。它們分解時(shí)，放出能量，供細菌代謝活動(dòng)之用，合成時(shí)，吸收菌體氧化和發(fā)酵過(guò)程中所產(chǎn)生的能量。因此這兩種磷酸腺苷，特別是ATP，在細菌體內能量的貯存和傳遞上起著(zhù)重要作用。

輔酶的特異勝不強，例如輔酶I或II可以和許多不同的酶蛋白結合。對某些脫氫酶和乳酸脫氫酶或蘋(píng)果酸脫氫酶，輔酶I或II都可以作為輔酶，但其中一個(gè)（輔酶I ）活性較大。

金屬離子也有一定的特異性，例如Mg++是烯醇化酶、羧化酶、己糖磷酸激素、磷酸化酶等的輔因素。

一些酶的輔酶見(jiàn)表1-2 。需要有金屬離子才能有活性的酶類(lèi)見(jiàn)表1-3 。

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