一般来说,地球上的生命被定义为一种由有机物和水以及一个或多个细胞组成的半开放物质系统,具有稳定的物质和能量代谢,能对 做出反应,并能自我繁殖(繁殖) 。因此,生命的一个主要特征就是能够稳定地从外界获取物质和能量,并将体内产生的废物和余热排出体外 。这些物质和能量代谢效应的实现,意味着人体内每天都会产生大量的化学反应,将摄入的营养物质降解转化为人体可以接收和利用的小分子化合物,如葡萄糖、氨基酸、核苷酸等 。同时,人体内还存在大量的化学反应,接收到的小分子化合物会合成为自己的多糖、蛋白质、基因等大分子化合物 。这些化学反应是在体内和平的条件下(如体温或环境温度、常压)进行的;另一方面,生命所必需的物质(如食物)在自然环境中都是稳定的物质,这些物质的降解和转化的化学反应不会自然发生,或者发生的速度非常慢 。那么这些化学反应在生活中是如何产生的呢?催化这些化学反应的神奇物质就是“酶”!
酶是具有催化作用的生物大分子,即生物催化剂 。大多数酶是蛋白质,少数RNA分子具有生物催化作用,称为核酶 。几乎所有的细胞运动都需要酶的参与 。与化学催化剂类似,酶通过降低化学反应的活化能来加快反应速度 。但与化学催化剂不同,酶是高度专一的,只催化特定的反应 。大多数酶可以将响应速度提高数百万倍;同时,作为催化剂,酶本身并不在反应过程中被消耗,也不影响反应的化学平衡 。
哺乳动物细胞红豆博客包含数千种酶 。它们要么溶解在细胞质中,要么与各种膜结构结合 。这些酶统称为胞内酶 。另外,还有一些酶是在细胞内合成,然后分泌到细胞外的,这种酶叫做胞外酶 。酶的催化能力(称为酶的活性)可以由多种因素控制,使生物体适应外界条件的变化,保持生命的运动 。
一般来说,动物体内酶的最适温度在35 ~ 40℃之间,植物体内酶的最适温度在40 ~ 50℃之间 。微生物(如古细菌、细菌和真菌)的酶的最适温度变化很大,特别是某些古细菌的最适温度可高达80-90℃ 。
人体内有3000多种酶,负责催化人体内各种代谢相关的化学反应 。比如米饭在口中咀嚼,是因为淀粉在唾液淀粉酶的作用下水解成麦芽糖 。人体内的胃蛋白酶、胰蛋白酶等水解酶可以将食物中的蛋白质水解成氨基酸,然后在其他酶的作用下,重组为人体所需的各种蛋白质 。可以说,没有酶,就没有生物的新陈代谢 。
正常人体内的酶活性是稳定的,但当人体某些器官组织受损或发生疾病时,会有一些酶释放到血液、尿液或体液中,如急性胰腺炎,血清和尿液中的淀粉酶活性明显升高;以及肝炎等原因引起的肝损伤,肝细胞死亡或通透性增强,大量转氨酶释放入血,使血清转氨酶升高;心肌梗死期间,血清乳酸脱氢酶和磷酸肌酸激酶明显升高 。因此,借助于血液、尿液或体液中酶活性的测定,可以了解或判断某些疾病的发生发展 。酶缺乏引起的疾病多为先天或遗传性疾病,如酪氨酸羟化酶缺乏引起的白化病 。
近年来,酶类在临床上得到广泛应用,如纤溶酶、链激酶、尿激酶等,可用于治疗血栓性静脉炎、心肌梗死、肺梗死、弥散性血管内凝血,溶解血栓,预防血栓形成 。此外,一些能抑制酶活性的化学药物可用于抗菌、杀菌和抗肿瘤治疗,如磺胺红豆博客和许多能抑制细菌生长所必需的一些酶的抗生素;许多抗肿瘤药物可以抑制细胞内与核酸或蛋白质合成有关的酶,从而抑制肿瘤生长 。
酶也广泛用于工业和食品生产 。比如葡萄酒行业使用的酵母,利用酵母产生的酶,通过水解、氧化等过程,将淀粉转化为酒精 。酱油和醋的生产也是通过使用微生物酶完成的 。总之,经过数十亿年的进化,地球生命进化出了多种不同的酶,它们不仅是地球生命生存所必需的生物催化剂,而且随着科学的进步,酶的应用将会有更广阔的前景 。
【酶——生物化学反应的催化剂 酶是什么物质】
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