所有酶都是蛋白质吗？

Rose

所有酶都是蛋白质吗？
原文地址：https://www.zhihu.com/question/398784795

卡卡

1926年，Sumner从刀豆中分离纯化得到了尿素酶结晶，并证明了尿素酶的化学本质是蛋白质。由此提出了酶的本质就是蛋白质。1946年因此获得了诺贝尔化学奖。



刀豆尿素酶

很长一段时间内，大家应该都认为酶就是蛋白质，酶的定义：

Enzyme, a substance that acts as a catalyst in living organisms, regulating the rate at which chemical reactions proceed without itself being altered in the process.
Enzymes are biological catalysts (also known as biocatalysts) that speed up biochemical reactions in living organisms.[1]
酶就是生物催化剂，可以加速活细胞内生化反应。

然后过了几十年，1982年，Cech等发现，四膜虫的rRNA前体能在完全没有蛋白质的前提下进行自我加工，催化得到成熟的rRNA产物，由此说明RNA就有生物催化功能，提出了酶不一定是蛋白质。1983年，Altman等也发现核糖核酸酶P（RNaseP）的活性部分是RNA。1986年，Cech将这类具有生物催化活性的RNA正式定义为ribozyme，核酶；它与核糖核酸酶（ribonuclease RNase）是不同的概念，后者的本质是蛋白质。1989年的诺贝尔化学奖因此授给了Cech和Altman。



Tetrahymena full-length ribozyme

1994年，Breaker首次发现了可以切割RNA的单链DNA分子，将其命名为deoxyribozyme DRz，所以DNA也有可能有酶的活性。


所以，并不是所有的酶都是蛋白质。
但是绝大部分应用价值的酶都是蛋白质。
反过来，Rz，DRz能够完成的催化功能，大概率都可以通过蛋白质酶去完成。
所以最重要的酶，大部分的酶，本质上还是蛋白质。如果仅仅是基于应用的话，我觉得可以简单记住酶就是蛋白质也是可以的。
毕竟蛋白质的结构、复杂性能带来的可能性，远超核酸。此外，即使是蛋白质作为活性重新，实际上酶还有复杂酶、聚合酶，蛋白类的酶，可以借用金属离子、有机小分子等辅酶、辅基，完善，扩展酶等功能。毕竟，核酸只有四种（脱氧核酸还有四种），而氨基酸有20种至少，还可以加辅助基团，能发挥的作用显然更丰富。

长长的路

不是的，还是看表格吧。表格直观一些。


少数酶不是蛋白质。

大力水手

谢邀
酶大多都是蛋白质，小部分酶属于核酸，称为核酶。核酶大部分属于RNA酶，极少部分属于DNA酶
1982年，Thomas Robert Cech在Cell上发表的论文(https://doi.org/10.1016/0092-8674(82)90414-7)，发现在嗜热四膜虫的26S核糖体中存在的413bp内含子序列在一价或二价阳离子以及鸟苷辅因子存在条件下能够进行自剪切反应(self-splicing reaction)，该工作获得1989年诺贝尔化学奖
该核酶属于Group I自剪切内含子(self-splicing introns)，其催化方式如下图所示：


(图片来源: https://doi.org/10.1146/annurev.bi.59.070190.002551)
外源的鸟苷辅酶通过3'-OH在镁离子催化下切断U碱基3'末端磷酸，从而5'端外显子切除，然后被切除的5'外显子的3'-OH又与3'端外显子的5'端磷酸反应，从而实现两外显子的拼接以及内含子的切除
Cech课题组随后又通过去除该自剪切内含子5'端19bp，使其能够切割特定序列的外源RNA (如下图)。此时原自剪切内含子的5'末端作为内在前导序列(internal guide sequence)与外源RNA序列结合，从而实现特定序列特定位点的切除


(图片来源：https://doi.org/10.1038/324429a0)
Group II自剪切内含子具有类似的功能，区别在于其是用内含子自身核苷上2'羟基或外源水分子对其自身进行剪切，从而形成含2'支链的环状RNA内含子序列，在生物体内，某些蛋白酶会参与促进该过程


(图片来源：https://doi.org/10.1146/annurev-biophys-062215-011149)
除此以外，RNA的2'-OH可以对同一核酸的3'磷酸进行分子内亲核取代从而产生自身单链断裂


(图片来源：doi:10.1101/cshperspect.a003574)
自然存在的某些RNA会通过形成高级结构，从而使空间上邻近的鸟苷催化上述反应
同样，一些DNA片段通过与RNA结合，也能形成高级结构，从而实现上述效果。1997年，Gerald F. Joyce在PNAS发表了首篇通过DNA酶实现RNA片段切割的报道(https://doi.org/10.1073/pnas.94.9.4262)，而其所用的DNA酶并不是自然界中存在的DNA片段，其所使用的DNA片段是经过in vitro selection定向诱导产生的人工DNA片段
目前，在自然界中发现的DNA酶的例子极少，所谓的DNA酶，一般都是人造的DNA分子

检验医师

不是的。
（高中仅认为酶的本质大多数为Pr少部分为RNA）
实际上，大部分酶为蛋白质但是有少数酶本质是RNA，如核酶（ribozyme）。有极少数DNA也有类似RNA酶的催化作用，如：20世纪90年代，Cuenoud等发现DNA也有酶催化活性，他们根据共有序列设计并合成了由47个核苷酸组成的单链DNA——E47，它可以催化两个底物DNA片段之间的连接。   以及酶性DNA，我找了一下酶性DNA的相关研究。
如有错误，欢迎指正。

检验医师

按照酶的化学组成，可把酶分为单纯酶和结合酶两大类。单纯酶分子中只有氨基酸组成的肽链；结合酶分子中，除了多肽链组成的蛋白质还有非蛋白质成分。所以不能说，所有的酶都是蛋白质。