酵素是什么？

酶是一种大分子生物催化剂，能够加速化学反应的进行。它们通过将底物转化为产物来发挥作用。几乎所有细胞内的代谢过程都需要酶的催化作用，以维持生命所需的速度。酶的研究领域被称为酶学，最近还发展出了一个新的领域，即假酶分析，该领域认识到在进化过程中，一些酶失去了进行生物催化的能力，这在它们的氨基酸序列和不寻常的“假催化”属性中得到体现。

已知酶可以催化5000多种不同类型的生化反应。大多数酶是蛋白质，但也有少数是催化性RNA分子，被称为核酶。酶的特异性来自其独特的三维结构。

酶通过降低活化能来提高反应速度，就像其他催化剂一样。有些酶可以将底物转化为产物的速度提高数百万倍。酶与其他催化剂的区别在于更具体。酶的活性可能会受到其他分子的影响，抑制剂可以降低酶的活性，而激活剂可以增加酶的活性。许多治疗药物和毒药都是酶抑制剂。酶的活性在最佳温度和pH之外会显着降低。

酶在生物体内扮演着广泛的角色，对于信号传导和细胞调节至关重要。它们也参与运动，例如肌球蛋白水解ATP产生肌肉收缩，以及在细胞膜上的离子泵中参与主动转运。酶还有其他外部功能，比如荧光素酶在萤火虫中产生光。一些病毒也包含酶，用于感染细胞，如HIV整合酶和逆转录酶，或者用于从细胞中释放病毒，如流感病毒的神经氨酸酶。

酶在动物的消化系统中扮演着重要角色。例如，淀粉酶和蛋白酶可以将淀粉和蛋白质分解为更小的分子，以便它们可以被肠道吸收。在反刍动物的肠道中，微生物产生纤维素酶，用于分解植物纤维的纤维素细胞壁。

代谢途径中的酶决定了反应的步骤。没有酶，新陈代谢无法按照相同的步骤进行，也无法被调节以满足细胞的需求。许多中央代谢途径的关键步骤都受到ATP水解酶的调节，这些反应释放出大量能量，可以推动整个代谢反应序列的进行。