酶催化英文解釋翻譯、酶催化的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 enzyme catalysis
分詞翻譯:
催化的英語翻譯:
catalyze
【化】 catalysis
【醫】 catalysis; catalyze
專業解析
酶催化(Enzymatic Catalysis)是生物體内由蛋白質構成的酶分子加速化學反應的過程。其核心機制在于降低反應活化能,使底物在溫和條件下(如常溫、常壓、中性pH)高效轉化為産物。根據國際生物化學與分子生物學聯盟(IUBMB)的定義,該過程依賴于酶的三維結構,其活性中心通過誘導契合或鎖鑰模型與特定底物結合。
酶催化的特性包含三個方面:
- 高效性:單個酶分子每秒可催化數千次反應,效率比無機催化劑高$10$-$10^{12}$倍,例如過氧化氫酶分解$H_2O_2$的速度是鐵離子的$10^{10}$倍。
- 特異性:包括絕對特異性(如脲酶僅催化尿素水解)、相對特異性和立體異構特異性。
- 可調控性:通過變構效應、共價修飾(如磷酸化)或基因表達調控實現活性控制。
在生物醫學領域,人類消化系統中的胰蛋白酶通過絲氨酸殘基親核攻擊肽鍵完成蛋白質水解;工業上則利用固定化葡萄糖異構酶将葡萄糖轉化為果糖,用于生産高果糖玉米糖漿。這些實例印證了《酶學方法》中強調的“酶催化在代謝工程與生物制造中的基石作用”。
網絡擴展解釋
酶催化(Enzyme Catalysis)是指酶作為生物催化劑加速化學反應的過程。酶是蛋白質或RNA分子(如核酶),能顯著降低反應的活化能,使反應在溫和條件下高效進行。以下是詳細解釋:
1. 酶催化的核心特點
- 高效性:酶催化效率通常是無機催化劑的(10 sim 10^{19})倍。例如,碳酸酐酶每秒可催化(10)個CO₂分子水合。
- 專一性:包括:
- 底物專一性:僅催化特定底物(如脲酶僅分解尿素)。
- 反應專一性:隻催化特定類型的反應(如水解酶僅催化水解)。
- 條件溫和:常溫(25–37°C)、常壓、中性pH即可進行,無需高溫高壓。
2. 作用機制
- 鎖鑰學說(Lock-and-key Model):酶活性中心與底物結構互補,像鑰匙與鎖匹配(適合解釋剛性結構)。
- 誘導契合學說(Induced-fit Model):底物結合後,酶構象改變以更緊密適配底物(動态過程,更符合多數酶行為)。
- 過渡态穩定:酶通過與底物過渡态結合,降低活化能((Delta G^ddagger)),加速反應。
3. 影響酶催化的因素
- 溫度:存在最適溫度(通常37°C),過高導緻變性失活。
- pH:酶活性中心電離狀态依賴pH,偏離最適pH(如胃蛋白酶pH=2)會降低活性。
- 底物濃度:符合米氏方程((v = frac{V_{max} [S]}{K_m + [S]})),(K_m)越小親和力越高。
- 抑制劑/激活劑:競争性抑制劑(如丙二酸抑制琥珀酸脫氫酶)與非競争性抑制劑作用不同。
4. 酶催化的應用
- 工業:洗滌劑中的蛋白酶分解污漬,食品加工用澱粉酶制糖。
- 醫藥:靶向酶設計藥物(如ACE抑制劑降壓)。
- 生物技術:PCR依賴Taq DNA聚合酶,CRISPR基因編輯依賴Cas9酶。
酶催化是生命活動的核心,其高效性和專一性源于分子結構與底物的精密相互作用。理解酶催化機制對生物技術、醫學和工業領域均有重要意義。
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