酶催化（生物催化）

1897

Eduard Buchner
Emil Fischer

（图片仅供参考）

酶是充当生物催化剂（生物催化剂）的蛋白质。它们表现出卓越的特异性和效率，在温和的生理条件（温度、pH值）下，通常可将反应加速数百万倍。反应发生在酶的特定区域，称为活性位点，该区域通过锁钥或诱导契合机制与底物结合。

酶催化代表着催化效率和选择性的顶峰。这些复杂的蛋白质结构在其活性位点内创造了一个独特的微环境，可完美地稳定特定反应的过渡状态。这是通过多种因素组合实现的：底物的精确定向、提供酸性或碱性官能团、限制底物键以及提供另一种共价途径。许多酶催化反应的动力学可以用迈克尔-门顿方程来描述：[latex]v = \frac{V_{max}[S]}{K_M + [S]}[/latex]，其中 [latex]v[/latex] 是反应速率，[latex]V_{max}[/latex] 是最大速率，[latex][S][/latex] 是底物浓度，[latex]K_M[/latex]（迈克尔常数）是反应速率为 [latex]V_{max}[/latex] 的一半时的底物浓度。.

埃米尔-费舍尔（Emil Fischer）最初提出的 ‘锁钥 ’模型认为，活性位点是刚性的，与底物完全匹配。丹尼尔-科什兰（Daniel Koshland）的 ‘诱导拟合 ’模型对这一模型进行了改进，认为活性位点是灵活的，与底物结合后会改变构象，以达到最佳催化方向。这种特异性通常具有立体特异性，这意味着酶可以区分立体异构体，这是生产对映体纯药物的关键特征。虽然酶在历史上曾用于食品生产，但现代生物技术通过定向进化等技术将酶的用途扩展到工业合成、诊断和治疗领域，使科学家能够设计出具有新特性的酶。.

生物修复

UNESCO Nomenclature: 2302

- 生物化学

类型

生物过程

中断

革命

用法

广泛使用

前体

路易-巴斯德将发酵与生物体联系起来的工作
安塞尔姆·帕延 (Anselme Payen) 发现并分离淀粉酶
埃米尔-费舍尔的酶特异性锁匙理论
爱德华-布赫纳发现无细胞发酵法

应用程序

高果糖玉米糖浆的生产
蛋白酶在洗衣液中的应用
手性药物合成
奶酪和酸奶生产
生物修复分解污染物

专利：

潜在创新理念

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相关内容：酶、生物催化、活性位点、Michaelis-Menten 动力学、特异性、诱导配合、锁与钥匙、底物、蛋白质、定向进化。.

历史背景

硝化甘油的爆轰化学

硝化甘油是一种氧正性炸药，这意味着它所含的氧比分解过程中完全氧化其碳原子和氢原子所需的氧量要多。这导致其发生非常迅速的放热分解，生成气态产物。其爆炸的平衡化学方程式为：[latex]4 C_3H_5(NO_3)_3(l) rightarrow 12 CO_2(g) + 10 H_2O(g) + 6 N_2(g) + O_2(g)[/latex]。该反应会产生巨大的体积膨胀。

酶催化（生物催化）