酶的分类及其功能与应用

酶的分类及其功能与应用

酶是生物体内重要的催化剂，它们能够加速化学反应的速率，而不会改变反应的平衡点。酶的分类对于理解其功能和应用具有重要意义。国际生物化学与分子生物学联合会命名委员会将酶分为七大类：氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶、连接酶和易位酶。本文将详细介绍这七类酶的定义、功能和实际应用。

酶分类概述

酶分类（enzyme classification；EC）是指国际生物化学与分子生物学联合会命名委员会将化学本质为蛋白质的酶根据酶所催化的反应类型进行的分类。现分为7大类：氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶、连接酶和易位酶。

各类酶的功能与应用

氧化还原酶

氧化还原酶催化两分子间发生氧化还原作用，主要存在于细胞中，如乳酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、细胞色素氧化酶等。氧化还原酶在食品加工中应用广泛，如：

• 葡萄糖氧化酶可用在蛋品生产中以除去葡萄糖，起到防止产品变色的作用。
• 乙醛脱氢酶用于消除牛奶加工过程中不饱和脂肪酸酶促氧化产生的不良风味，提高牛奶质量。
• 过氧化氢酶可用于消除牛乳巴氏消毒过剩的过氧化氢。

转移酶

转移酶催化底物之间某些基团的转移，如甲基转移酶、氨基转移酶、磷酸化酶等。转移酶主要存在于人肝细胞膜或微粒体上。转移酶是肝功能检测的一项重要指标，当干细胞发生炎症、中毒或坏死时，干细胞的受损会导致肝细胞膜破裂，转氨酶释放到血液中，血清转氨酶活性值升高。因此，转氨酶的水平可以用于指示肝细胞的损伤情况。

水解酶

水解酶催化底物发生水解反应，如淀粉酶、蛋白酶、核酸酶、脂肪酶等。蛋白酶参与了体内许多重要的生理过程，如消化食物中的蛋白质、清除坏死或老化的细胞以及调节细胞内的蛋白质水平。例如：

• 胃蛋白酶能够分解胃中的蛋白质，帮助消化。
• 在食品工业中，蛋白酶主要用于分解蛋白质，如木瓜蛋白酶能分解肌肉结缔组织的胶原蛋白，用作肉的嫩化剂。
• 淀粉酶能够将淀粉分解为麦芽糖和葡萄糖，为细胞提供能量来源。在食品加工领域，淀粉酶主要用于制作糖浆、葡萄糖等糖类食品。
• 脂肪酶可以催化油脂生成脂肪酸和甘油，广泛用于制作巧克力、面包、乳制品等，使食品味道更加鲜美。此外脂肪酶作为洗涤剂的增效剂，能有效去除衣物上的油污。

裂合酶

裂合酶催化从底物上移去一个小分子而留下双键（或环）的反应或其逆反应，如醛缩酶、水化酶、脱羧酶等。

异构酶

异构酶催化同分异构体之间的相互转化，包括消旋酶、差向酶、顺反异构酶、变位酶以及分子内氧化-还原、分子内消去-加成反应等6个亚类。

连接酶

连接酶催化两个分子连接成一个分子或把一个分子的首尾相连接的酶，此反应与ATP的分解反应相偶联。

易位酶

易位酶催化离子或分子跨膜转运或在细胞膜内易位反应，如线粒体蛋白质转运ATP酶、ABC-型硫酸转运体、抗坏血酸铁还原酶等。