细菌的营养——细菌的酶（1）

（一）细菌的酶

细菌在生长繁殖过程中，进行着各种生物化学反应。这些反应的过程都和酶有密切的关系。因此，要了解细菌的生命活动，必须对酶的特性及其作用有一个基本的理解。

1.酶的特性   酶都是由生活细胞合成的。在适当条件下，细胞虽已死亡，但其产生的酶仍可保持其活性。

酶只能改变（通常是促进）化学反应的速度，而不能改变反应的平衡。

酶的作用具有特异性，即一种酶只能对一种物质或一类物质的化学反应有催化作用。例如蛋白酶只能催化蛋白质的水解反应，对糖类则无作用。

酶不加入最后产物中，但在反应过程中可与作用物发生暂时的结合，最终仍将与产物分开。

所有的酶都是蛋自质，分子量较大，不耐热。有部分酶已制成结晶。有些酶除有蛋白质外，还要有其他成分的存在才有活性。例如：丙酮酸脱羧酶经透析后，其所含的焦磷酸硫氨素和镁即与蛋白质分离而各单独存在，对丙酮酸都没有作用，只有在三种成分同时存在时始呈现酶的活性。

酶活性所必需的非蛋白质性有机物质称为辅基，其分子量较小，可以透析，耐热。其中易与蛋白质部分分离的辅基，一般称为辅酶。但辅基或辅酶这两个名称常可通用。

许多酶都需要金属离子才有活性，这些离子称为激活剂或辅因子有些离子如铁铜、镁、锰或锌等就是酶的组成部分。

酶的蛋白质部分称为酶蛋白。酶蛋白和辅酶称为全酶或酶。

根据上述情况，可将酶分为下列四类

① 酶的活性不需要金属离子或有机辅酶。酶蛋白的表面结构已适于进行酶的活动。如水解酶。

2 需要金属离子．但不需要辅酶，如细胞色素氧化酶。这些离子习能吸附于酶蛋白的某部分，使表面的某部分结构适于作用物的吸附，或电子的传递。

3 需要辅酶，但不需要离子，如各种脱氢酶类。辅酶吸着于蛋白质表面，形成适宜的结构，便于作用物的结合。

④ 酶的活性需要金属离子，也需要有机辅酶。离子可能形成一定的结构，利于辅酶的吸附，或二者同时吸附于蛋白质表而的不同部位，如丙酮酸脱羧酶。

2 ．辅酶和必要基

( l ）辅酶I 和辅酶II：这类辅酶含有尼克酰胺，腺嘌呤，核糖和磷酸。它们是某些脱氢酶的辅酶，在细菌呼吸过程中起着传递氢体的作用。辅酶l 化学名即二磷酸吡啶核苷酸（diphosphyridinenucleotide ) ，简称DPN 。

辅酶II 比辅酶I 多一个磷酸基，即三磷酸吡啶核苷酸．简称TPN 。它们的递氢作用是依靠其分子中尼克酰胺部分的还原和氧化作用。

各种细菌合成辅酶I或辅酶II 的能力不同，因而它们需要的营养也有差异。

 ( 2 ）黄素蛋白〔黄酶）类辅基：这类辅基的主要成分无核黄素。辅基都具有递氢的功能，受氢和脱氢作用在核黄索部分进行。核黄素和一个磷酸基结合，生成磷酸核黄素。或称黄素单核苷酸（FMN ) ；酸磷核黄素再与腺嘌呤核苷酸结合，生成黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD ）。

( 3 ）磷酸吡哆醛，是许多酶类，如氢基转移酶、氨基酸脱羧酶、丙氨酸消旋酶等的辅基。

( 4 ）辅酶A ：是含有泛酸的辅酶。泛酸的合成需要β-丙氨酸和泛解（Pantoic acid ）。

各种细菌合成辅酶A 的能力不同，因此比营养需要也不一样。

辅酶A 有传递乙酰基的作用, 参与三羧循环中的丙酮酸和α-酮戊二酸氧化脱羧作用。脂肪酸的合成也需要辅酶A参与。

（5）磷酸腺苷类辅酶：这类辅酶有三种，由腺嘌呤，戊糖与磷酸结合而成。磷酸腺苷（Adenglic acid ，AMP）含一个普通磷酸键；二磷酸腺苷（ AOP ）含普通和磷酸键高能磷酸键各个；三磷酸腺苷( Adenosine triphosphate,ATP ）含一个普通磷酸键又，二个高能磷酸键。

磷酸腺苷类辅酶具有传递磷酸基的作用。在酶类代谢过程中，磷酸化和脱磷酸作用都需要这类辅酶。

ATP和ADP 因为含有高能磷酸键，所以也称高能含磷化合物。它们分解时，放出能量，供细菌代谢活动之用，合成时，吸收菌体氧化和发酵过程中所产生的能量。因此这两种磷酸腺苷，特别是ATP，在细菌体内能量的贮存和传递上起着重要作用。

辅酶的特异胜不强，例如辅酶I或II可以和许多不同的酶蛋白结合。对某些脱氢酶和乳酸脱氢酶或苹果酸脱氢酶，辅酶I或II都可以作为辅酶，但其中一个（辅酶I ）活性较大。

金属离子也有一定的特异性，例如Mg++是烯醇化酶、羧化酶、己糖磷酸激素、磷酸化酶等的辅因素。

一些酶的辅酶见表1-2 。需要有金属离子才能有活性的酶类见表1-3 。

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