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细胞如何工作

经过:马歇尔大脑

酶在工作中

细菌和人类细胞内部有各种各样的酶,其中许多酶非常有趣!细胞在内部使用酶生长,繁殖和产生能量,并且它们也经常在细胞壁外排出酶。例如,大肠杆菌细菌排泄酶有助于分解食物分子,以便它们可以通过细胞壁进入细胞。您可能听说过的一些酶包括:

  • 蛋白酶肽酶- 蛋白酶是任何可以将长蛋白分解成称为肽的较小链的酶(肽只是短氨基酸链)。肽酶将肽分解为单个氨基酸。蛋白酶和肽酶经常在洗衣粉中发现 - 它们通过分解蛋白质来帮助去除诸如血迹之类的东西。有些蛋白酶非常专业,而另一些蛋白酶几乎分解了任何氨基酸链。(您可能听说过蛋白酶抑制剂用于抵抗艾滋病病毒的药物。艾滋病病毒在其生殖周期的一部分中使用非常专业的蛋白酶,蛋白酶抑制剂试图阻止它们关闭病毒的繁殖。
  • 淀粉酶- 淀粉酶将淀粉链分解为较小的糖分子。您的唾液含有淀粉酶,小肠也是如此。麦芽糖酶,乳糖酶,弹酶(在上一节中进行了描述)将简单的糖分解为单个葡萄糖分子。
  • 脂肪酶- 脂肪酶分解脂肪
  • 纤维素酶- 纤维素酶将纤维素分子分解成较简单的糖。牛和白蚁的肠道中的细菌排泄蜂窝织酶,这就是牛和白蚁能够吃草和木材之类的东西。

细菌将这些酶排除在其细胞壁外。环境中的分子被分成块(蛋白质成氨基酸,淀粉成简单糖等),因此它们足够小,可以穿过细胞的壁进入细胞质。这就是大肠杆菌吃的方式!

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在一个细胞内,数百种高度专业的酶执行了细胞生活所需的极为具体的任务。细胞内发现的一些更令人惊奇的酶包括:

  • 能源酶- 一组10个酶使细胞执行糖酵解。另外八种酶控制了柠檬酸周期(也称为克雷布斯循环)。这两个过程共同使细胞将葡萄糖和氧气变成三磷酸腺苷或ATP。在耗氧的细胞(例如大肠杆菌或人类细胞)中,一个葡萄糖分子形成36 ATP分子(在像酵母细胞一样,它在没有氧气的情况下生存,只会发生糖黄病,并且仅产生每个葡萄糖分子的两个ATP分子)。ATP是一种燃料分子,能够通过进行“上坡”化学反应来为酶供电。
  • 限制酶- 许多细菌能够产生限制性酶,这些酶识别DNA链中非常具体的模式并在这些模式下打破DNA。当病毒将其DNA注射到细菌中时,限制酶会识别病毒DNA并切割它,从而有效地破坏了该病毒。
  • DNA操纵酶- 有一些专门的酶沿着DNA链移动并修复它们。还有其他酶可以解开DNA链来再现它们(DNA聚合酶)。还有一些人可以在DNA上找到小图案并附着在它们上,从而阻止对DNA(DNA结合蛋白)的访问。
  • 酶产生酶- 所有这些酶都必须来自某个地方,因此有产生细胞酶的酶!核糖核酸(RNA),三种不同的形式(Messenger RNA,转移RNA和核糖体RNA),是该过程的很大一部分。

一个细胞确实不过是一组化学反应,酶使这些反应正确地发生。

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