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酶,生命功能的執行者

發布時間: 2022-10-11  點擊次數: 1133次
  酶,生命功能的執行者
  隨著研究的深入,大家發現,酶對于生命體是如此重要——不要以為“催化”只是一個化工上的名詞,生命就是一場盛大的化學事件,人體是一個極其復雜的“生物化學反應器”,由酶驅動的生化反應網絡奠定了生命活動的核心基礎。
  其中,我們首先要說到酶的最大作用——高效的催化劑。在生命體中,每分每秒都在發生催化反應。比如,人類吃的食物并不直接提供能量,而是要將食物中的葡萄糖進行氧化,才能釋放能量,以維持生物體的體溫,并為生命活動提供能源。
  如果沒有酶的參與,在常溫常壓條件下,實現這一系列的反應,需要幾年甚至更長的時間——如果沒有酶,消化一口饅頭可能要一年時間。若要加快反應速度,就必須使用三百度以上的高溫,而這在生物體內是不可能實現的。我們體內一些酶,可以將底物轉化為產物的速率提高數百萬倍到上億倍。正是在一系列酶的催化作用下,葡萄糖氧化的過程,才能在常溫常壓下瞬間完成。
  一些酶促反應會與我們的感知不經意相交,是它們讓我們感受到酸甜苦辣。例如,當我們反復咀嚼饅頭或米飯,舌頭即會感知甜味,這是由于唾液腺分泌的淀粉酶,促使淀粉部分分解為麥芽糖。
  而酶的存在也能解釋很多現象。比如,為什么有的人飲酒會“上臉”,有些人則不會?為什么人會“宿醉”?這與兩個酶關聯甚重:肝中的乙醇脫氫酶負責將酒中的乙醇氧化為乙醛,生成的乙醛進一步在乙醛脫氫酶的催化下轉變為無害的乙酸。有的人乙醇脫氫酶活性高,則飲酒后乙醛水平迅速升高,乙醛使毛細血管擴張,表現為人的面部潮紅;可若他(她)體內的乙醛脫氫酶活性較低,那么難以轉化的乙醛在體內堆積,會導致宿醉,甚至造成肝損傷。
  這些特點讓酶與現代醫學密不可分。例如,醫生可以通過檢測人體特定的酶的含量,來判斷疾病的狀況。例如,轉氨酶異常升高時,指示肝臟可能受了損。測定一組酶,比較不同酶的變化,為臨床診斷提供依據,稱為酶譜檢測。再比如,心肌酶譜綜合了心肌的多種酶,心肌細胞壞死時,釋放到血清中的心肌酶會發生異常。檢測這些心肌酶,對診斷心肌梗死以及評價溶栓治療效果有一定的臨床價值。
  而酶,也成為治病的藥物。鏈激酶、尿激酶作為溶栓治療的常用藥物,已有數十年的臨床應用歷史。鏈激酶是第一個用于臨床的溶栓藥物蛋白酶,但它在體內的半衰期短,且生產成本高。將鏈激酶用基因工程的手段進行改造,得到重組鏈激酶,作用時間延長,易于生產且更安全可控。
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