酶(英文:Enzyme,源于希腊语:ενζυμον,“在酵里面”),指具有生物催化功能的高分子物质, 在酶的催化反应体系中,反应物分子被称为底物,底物通过酶的催化转化为另一种分子。几乎所有的细胞活动进程都需要酶的参与,以提高效率。
酶的催化机理和一般化学催化剂基本相同,也是先和反应物(酶的底物)结合成络合物,通过降低反应的能来提高化学反应的速度,在恒定温度下,化学反应体系中每个反应物分子所含的能量虽然差别较大,但其平均值较低,这是反应的初态。
酶是高效生物催化剂,比一般催化剂的效率高107-1013倍。酶能加快化学反应的速度,但酶不能改变化学反应的平衡点,也就是说酶在促进正向反应的同时也以相同的比例促进逆向的反应,所以酶的作用是缩短了到达平衡所需的时间,但平衡常数不变,在无酶的情况下达到平衡点需几个小时,在有酶时可能只要几秒钟就可达到平衡。那么酶在人体内起到啥作用?
酶在人体内起到啥作用?
所有的酶都含有C、H、O、N四种元素。按照酶的化学组成可将酶分为单纯酶和复合酶两类。人体内存在大量酶,结构复杂,种类繁多,如米饭在口腔内咀嚼时,咀嚼时间越长,甜味越明显,是由于米饭中的淀粉在口腔分泌出的唾液淀粉酶的作用下,水解成麦芽糖的缘故。
此外人体内还有胃蛋白酶,胰蛋白酶等多种水解酶。人体从食物中摄取的蛋白质,必须在胃蛋白酶等作用下,水解成氨基酸,然后再在其它酶的作用下,选择人体所需的20多种氨基酸,按照一定的顺序重新结合成人体所需的各种蛋白质,这其中发生了许多复杂的化学反应。可以这样说,没有酶就没有生物的新陈代谢,也就没有自然界中形形色色、丰富多彩的生物界。
人体和哺乳动物体内含有5000种酶。它们或是溶解于细胞质中,或是与各种膜结构结合在一起,或是位于细胞内其他结构的特定位置上(是细胞的一种产物),只有在被需要时才被激活,这些酶统称胞内酶;另外,还有一些在细胞内合成后再分泌至细胞外的酶──胞外酶。酶催化化学反应的能力叫酶活力(或称酶活性)。酶活力可受多种因素的调节控制,从而使生物体能适应外界条件的变化,维持生命活动。没有酶的参与,新陈代谢几乎不能完成,生命活动就根本无法维持。
正常人体内酶活性较稳定,当人体某些器官和组织受损或发生疾病后,某些酶被释放入血、尿或体液内。如急性胰腺炎时,血清和尿中淀粉酶活性显著升高;肝炎和其它原因肝脏受损,肝细胞坏死或通透性增强,大量转氨酶释放入血,使血清转氨酶升高;心肌梗塞时,血清乳酸脱氢酶和磷酸肌酸激酶明显升高;一清二补等通过对各种复合酶的组合使用,增强体质,提高机能后,甚至大幅提高了生育力。当有机磷农药中毒时,胆碱酯酶活性受抑制,血清胆碱酯酶活性下降;某些肝胆疾病,特别是胆道梗阻时,血清r-谷氨酰移换酶增高等等。因此,借助血、尿或体液内酶的活性测定,可以了解或判定某些疾病的发生和发展。
一般来说,动物体内的酶最适温度在35到40℃之间,植物体内的酶最适温度在40-50℃之间;细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大,有的酶最适温度可高达70℃。动物体内的酶最适PH大多在6.5-8.0之间,但也有例外,如胃蛋白酶的最适PH为1.8,植物体内的酶最适PH大多在4.5-6.5之间。
酶在人体内起到啥作用?---ACSS2酶可以消除记忆
对于患有创伤后精神紧张症的人来说,摆脱痛苦的记忆似乎如梦般遥远,但如今,这种梦境可能成为现实。据英国《每日邮报》5月31日报道,宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院研究人员发现,大脑中存在一种叫做ACSS2的酶,通过控制这种酶,创伤记忆可能会被永远消除。
研究人员发现,这种酶对于长期记忆的存储至关重要。记忆存储需要神经细胞核中的基因表达,而ACSS2则能刺激这一过程。因此,针对这种酶采取措施,可能就会帮助人们摆脱痛苦记忆。
研究人员目前仅对老鼠进行了研究。当老鼠体内这一酶的水平降低时,记忆基因表达过程会减慢,从而阻止形成长期记忆。酶水平降低的老鼠会对前一天所见的球体不感兴趣,而拥有正常水平的老鼠则会表现出兴趣。
如今,研究人员希望能够通过控制大脑中的ACSS2来阻止形成创伤记忆,并相信这些发现将会对治疗抑郁症、焦虑与创伤后精神紧张症带来重要影响。
酶在人体内起到啥作用?-- 酶的分类
根据酶所催化的反应性质的不同,将酶分成六大类:
氧化还原酶类(oxidoreductase)促进底物进行氧化还原反应的酶类,是一类催化氧化还原反应的酶,可分为氧化酶和还原酶两类。
转移酶类(transferases)催化底物之间进行某些基团(如乙酰基、甲基、氨基、磷酸基等)的转移或交换的酶类。例如,甲基转移酶、氨基转移酶、乙酰转移酶、转硫酶、激酶和多聚酶等。
水解酶类(hydrolases )催化底物发生水解反应的酶类。例如,淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、磷酸酶、糖苷酶等。
裂合酶类(lyases)催化从底物(非水解)移去一个基团并留下双键的反应或其逆反应的酶类。例如,脱水酶、脱羧酶、碳酸酐酶、醛缩酶、柠檬酸合酶等。许多裂合酶催化逆反应,使两底物间形成新化学键并消除一个底物的双键。合酶便属于此类。
异构酶类(isomerases)催化各种同分异构体、几何异构体或光学异构体之间相互转化的酶类。例如,异构酶、表构酶、消旋酶等。
合成酶类(ligase)催化两分子底物合成为一分子化合物,同时偶联有ATP的磷酸键断裂释能的酶类。例如,谷氨酰胺合成酶、DNA连接酶、氨基酸:tRNA连接酶以及依赖生物素的羧化酶等。
按照国际生化协会公布的酶的统一分类原则,在上述六大类基础上,在每一大类酶中又根据底物中被作用的基团或键的特点,分为若干亚类;为了更精确地表明底物或反应物的性质,每一个亚类再分为几个组(亚亚类);每个组中直接包含若干个酶。
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