多年来,科学家们认为酶-底物结合以简单的"锁和钥匙"方式发生。该模型表明,酶和底物在一个瞬间完美结合在一起。然而,目前的研究支持科学家们称之为诱导拟合的更精细的观点。诱导拟合模型通过描述酶和底物之间更动态的相互作用,扩展了锁和钥匙模型。当酶和底物聚集在一起时,它们的相互作用会导致酶的结构发生轻微变化,这证实了酶与底物过渡状态之间的理想结合安排。这种理想的结合最大限度地提高了酶催化其反应的能力。
酶的活性位点适合提供特定的环境条件,并且也受当地环境影响。提高环境温度通常会增加反应速率,无论是酶催化还是其他方式。然而,在最佳范围之外升高或降低温度会影响活性位点内的化学键,从而影响底物结合。高温最终会导致酶和其他生物分子一样变性,从而改变物质的天然特性。同样,当地环境的 pH 值也会影响酶的功能。活性位点氨基酸残基具有其自身的酸性或碱性特性,最适合催化。酶在特定的 pH 范围内发挥最佳功能,改变温度或酸性或碱性性质会影响催化活性。
许多酶不能以最佳方式发挥作用,甚至根本无法发挥作用,除非通过离子键或氢键暂时结合,或者通过更强的共价键永久结合。两种类型的辅助分子是辅因子和辅酶。与这些分子结合可促进其各自酶的最佳构象和功能。辅因子是无机离子,如铁 (Fe2+) 和镁 (Mg2+)。例如,DNA 聚合酶需要结合的锌离子 (Zn2+) 才能发挥作用。辅酶是有机辅助分子,具有由碳和氢组成的基本原子结构,是酶作用所必需的。辅酶最常见的来源是膳食维生素。一些维生素是辅酶的前体,而另一些则直接充当辅酶。
本文改编自 Openstax, 生物学 2e, 第 6.5 节 酶
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