中学生物学中应用到的“生物酶”

赵明东

1生物工程中的酶

①纤维素酶和果胶酶：在植物细胞工程中植物体细胞杂交时，需要事先用纤维素酶和果胶酶分解植物细胞的细胞壁，从而获得有活力的原生质体，然后诱导不同植物的原生质体融合。

②胰蛋白酶：在动物细胞工程的动物细胞培养中，需要用胰蛋白酶将取自动物胚胎或幼龄动物的器官和组织分散成单个的细胞，然后配制成细胞悬浮液进行培养。

③限制性内切酶：主要存在于微生物中，一种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的位点上切割DNA分子。据此，可以用限制性内切酶切割获得基因工程中所需要的目的基因。目前已经发现了200多种限制性内切酶。

④DNA连接酶：如果将经过同一种内切酶剪切而成的两段DNA比喻为断成两截的梯子，那么DNA连接酶可以把梯子的“扶手”的断口处(注意：不是连接碱基对，碱基对可以依靠氢键连接)，即两条DNA黏性末端之间的缝隙“缝合”起来。据此，可以在基因工程中用以连接目的基因和运载体。

2遗传变异中的酶

①解旋酶：在DNA复制或者转录时，解旋酶可以将DNA分子的两条多脱氧核苷酸链中配对的碱基从氢键处断裂，从而使两条螺旋的双链解开。

②DNA／RNA聚合酶：分别催化脱氧核苷酸聚合成DNA链以及核糖核苷酸聚合成RNA链的反应。

③逆转录酶：催化以RNA为模板、以脱氧核糖核苷酸为原料合成DNA的过程。

3物质代谢中的酶

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肠腺分泌的肠淀粉酶。可催化淀粉水解成麦芽糖。

②麦芽糖酶：主要有胰腺分泌的胰麦芽糖酶和肠腺分泌的肠麦芽糖酶。可催化麦芽糖水解成葡萄糖。

③脂肪酶：主要有胰腺分泌的胰脂肪酶和肠腺分泌的肠脂肪酶。可催化脂肪分解为脂肪酸和甘油。需要指出的是，脂肪分解前往往需要经过肝脏分泌的胆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。可催化蛋白质水解成多肽链。

⑤肽酶：由肠腺分泌。可催化多肽链水解成氨基酸。

⑥转氨酶：催化蛋白质代谢过程中氨基转换过程。例如人体中的谷丙转氨酶(GPT)能够把谷氨酸上的氨基转移给丙酮酸，从而形成丙氨酸和酮戊二酸。谷丙转氨酶在肝脏中的含量最多，当肝脏发生病变时谷丙转氨酶就大量释放到血液中。因此临床上常把化验人体血液中这种酶的含量作为诊断是否患肝炎等疾病的一项重要指标。

除此之外，常见的还有光合作用酶、呼吸氧化酶、ATP合成酶等。

4微生物代谢调节中的酶

微生物代谢的调节主要包括两种方式：酶合成的调节和酶活性的调节。酶合成的调节是指只有在环境中存在某种物质的情况下合成特定诱导酶的调节方式。这里涉及到以下两种酶：

①组成酶——指微生物细胞中一直存在的酶。它们的合成只受遗传物质的控制，例如大肠杆菌细胞中分解葡萄糖的酶。

②诱导酶一指环境中存在某种物质的情况下才合成的酶，例如大肠杆菌细胞中分解乳糖的酶。

酶活性的调节则是由于代谢过程中产生的物质与酶结合，导致酶的结构发生可逆性的变化，从而改变了酶活性的调节方式，例如谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸过程中的谷氨酸脱氢酶。