互动科普

下面将介绍几种最基本的酶，它们分布在几乎所有的细胞中，是细胞生存不可或缺的。同时，还将介绍近年来备受瞩目的一些酶。

图1. 根据酶催化的化学反应进行分类，下面的①～⑥即为表格中酶的分类

细胞质基质

磷酸果糖激酶 ②

在分解葡萄糖的代谢途径中发挥作用，能够调节代谢途径整体速度的一种酶。其与ATP结合时，化学反应速度变慢。与消耗ATP后增多的ADP和AMP结合时，化学反应速度加快。

限制性内切酶 ①

切断侵入体内病毒的DNA双链的酶，能识别并切断特定序列的碱基。因此，作为能够切断特定DNA的“剪刀”而广泛应用于基因重组技术。限制性内切酶大约有几百种，分别能切除不同序列的碱基。

泛素缀合酶 ②

催化作为分解标记的泛素结合到折叠失败的蛋白质上的酶。例如，结合有泛素的蛋白质被运送到被称为“蛋白酶体”的酶的复合物而分解掉。

氨基酰-tRNA合成酶 ②

催化一个特定的氨基酸结合到相应的转运RNA（tRNA）分子上的酶。因有20种氨基酸，所以也有20种氨基酰-tRNA合成酶。

蛋白激酶 ②

催化磷酸基结合到酶等蛋白质上的酶。当酶上结合了磷酸基时，形状发生变化，催化反应加快或变缓。蛋白激酶作为激活其他酶的“开关”而发挥作用。

周期蛋白依赖性激酶 ②

细胞经历“分裂间期”、“DNA复制期”等4个过程。这种酶通过活性变化（有时具有活性，有时没有活性）而推动细胞进入下一过程。当满足“结合了细胞周期蛋白”等3个条件后，这种酶就被激活。

图2. 细胞的结构

图片描绘了包括人类在内的真核生物细胞的基本结构。细胞核、线粒体是细胞中的细胞器。图片中省略了细胞骨架和光面内质网等细胞器。

细胞核

RNA聚合酶 ②

合成转录了DNA信息的mRNA的酶。真核生物的刚合成的mRNA还要在细胞核内进行修饰，切除掉一部分后才算真正完工。核糖体以来到细胞核外的mRNA为模板合成蛋白质。

DNA聚合酶  ②

修复DNA双螺旋结构中缺失部位的酶。人体内有15种DNA聚合酶，有的负责修复几个碱基，有的则负责复制整个DNA。

DNA连接酶 ②

连接DNA与DNA的酶。在基因重组技术中被用作连接核酸的“胶水”。

甲基化酶 ②

把甲基结合到DNA上的酶。例如，为了防止限制性内切酶切断自己的DNA（参考“细胞质基质”项目），而把甲基结合到自己的DNA上，不让限制性内切酶与自己的DNA结合。

解旋酶

解开DNA双螺旋结构的酶。在解旋后的DNA上分别由DNA聚合酶等补全与各碱基相对应的碱基，从而合成两条DNA链。

线粒体

ATP合酶 ②

促使ADP与磷酸结合，合成ATP的酶。

细胞膜

血管紧张素转化酶 ①

调节血压的酶。激活能提高血压的血管紧张素（一种蛋白质）。抑制血管紧张素转化酶活性的药物可用于治疗高血压。

溶酶体

麦芽糖酶 ①

一种分解糖原的酶。溶酶体是分解细胞内外物质的细胞器。有些人的体内由于没有麦芽糖酶，溶酶体内会储积糖原，出现心肌功能障碍等症状，患庞培氏病。近年来，研究人员成功开发出治疗庞培氏病的特效药——Myozyme，在麦芽糖酶替代疗法中得到应用。口服时，Myozyme会像食品的酶中那样被消化掉，所以需注射给药。

（本文发表于《科学世界》2016年第4期）