核苷酸轉移酶

核苷酸轉移酶

核苷酸轉移酶廣泛存在於各種生物中,是生物體內唯一的催化4種核糖核苷酸還原、生成相應的脫氧核糖核苷酸的酶。該酶是DNA合成和修復的關鍵酶和限速酶,對細胞的增殖和分化起著調控作用。不同生物中的RR根據其結合的金屬輔助因子不同而分類。雖然不同類型RR之間的胺基酸序列相似性很低,但它們有十分相似的三級結構的活性中心和相同的催化功能。RR分子中包含2個變構位點,即酶活性中心和底物特異結合位點。活性中心通過生物有機自由基的作用催化核糖核苷酸還原;底物特異結合位點通過變構作用調控4種dNTPs在細胞內的平衡。因此,該酶不僅是研究DNA合成與修復、細胞增殖與分化及癌症的治療與抗癌藥物開發的重要靶點,同時也是研究酶的結構與功能以及酶的催化機理等的重要工具。本文總結了該酶的種類與分布、結構特徵、催化機理及作為抗癌藥物開發靶點等方面的研究進展。

酶簡介

酶（enzyme）由生物體內細胞產生的一種生物催化劑。由蛋白質組成（少數為RNA）。能在機體中十分溫和的條件下，高效率地催化各種生物化學反應，促進生物體的新陳代謝。生命活動中的消化、吸收、呼吸、運動和生殖都是酶促反應過程。酶是細胞賴以生存的基礎。細胞新陳代謝包括的所有化學反應幾乎都是在酶的催化下進行的。如哺乳動物的細胞就含有幾千種酶。它們或是溶解於細胞液中，或是與各種膜結構結合在一起，或是位於細胞內其他結構的特定位置上。這些酶統稱胞內酶；另外，還有一些在細胞內合成後再分泌至細胞外的酶──胞外酶。酶催化化學反應的能力叫酶活力（或稱酶活性）。酶活力可受多種因素的調節控制，從而使生物體能適應外界條件的變化，維持生命活動。沒有酶的參與，新陳代謝只能以極其緩慢的速度進行，生命活動就根本無法維持。例如食物必須在酶的作用下降解成小分子，才能透過腸壁，被組織吸收和利用。在胃裡有胃蛋白酶，在腸里有胰臟分泌的胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、脂肪酶和澱粉酶等。又如食物的氧化是動物能量的來源，其氧化過程也是在一系列酶的催化下完成的。
酶催化作用實質：降低化學反應活化能
酶與無機催化劑比較：
1、相同點：1）改變化學反應速率，本身幾乎不被消耗；2）只催化已存在的化學反應；3）加快化學反應速率，縮短達到平衡時間，但不改變平衡點；4）降低活化能，使化學反應速率加快。5）都會出現中毒現象。
2、不同點：即酶的特性

酶的特性

1、高效性：酶的催化效率比無機催化劑更高，使得反應速率更快；2、專一性：一種酶只能催化一種或一類底物，如蛋白酶只能催化蛋白質水解成多肽；3、多樣性：酶的種類很多，大約有4000多種；4、溫和性：是指酶所催化的化學反應一般是在較溫和的條件下進行的。
一般來說，動物體內的酶最適溫度在35到40攝氏度之間，植物體內的酶最適溫度在40-50攝氏度之間；細菌和真菌體內的酶最適溫度差別較大，有得酶最適溫度可高達70攝氏度。動物體內的酶最適PH大多在6.5-8.0之間，但也有例外，如胃蛋白酶的最適PH為1.5，植物體內的酶最適PH大多在4.5-6.5之間。
酶的這些性質使細胞內錯綜複雜的物質代謝過程能有條不紊地進行，使物質代謝與正常的生理機能互相適應．若因遺傳缺陷造成某個酶缺損，或其它原因造成酶的活性減弱，均可導致該酶催化的反應異常，使物質代謝紊亂，甚至發生疾病．因此酶與醫學的關係十分密切。

酶的發現

1773年，義大利科學家斯帕蘭扎尼（L.Spallanzani,1729—1799）設計了一個巧妙的實驗：將肉塊放入小巧的金屬籠中，然後讓鷹吞下去。過一段時間他將小籠取出，發現肉塊消失了。於是，他推斷胃液中一定含有消化肉塊的物質。但是什麼，他不清楚。
1836年，德國科學家施旺（T.Schwann,1810—1882）從胃液中提取出了消化蛋白質的物質。解開胃的消化之謎。
1926年，美國科學家薩姆鈉（J.B.Sumner,1887—1955）從刀豆種子中提取出脲酶的結晶，並通過化學實驗證實脲酶是一種蛋白質。
20世紀30年代，科學家們相繼提取出多種酶的蛋白質結晶，並指出酶是一類具有生物催化作用的蛋白質。
20世紀80年代，美國科學家切赫（T.R.Cech,1947—）和奧特曼（S.Altman,1939—）發現少數RNA也具有生物催化作用。