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酶——生物化学反应的催化剂 酶是什么物质


酶——生物化学反应的催化剂 酶是什么物质

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一般来说，地球上的生命被定义为由有机物和水以及一个或多个细胞组成的半开放的物质系统，具有稳定的物质和能量代谢功能，能够对刺激做出反应，能够自我复制(繁殖) 。因此，生命的重要特征之一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多余的热量排放到信息资源网络之外 。这些物质和能量代谢功能的实现，意味着生物体内每天都会在信息资源网络中发生大量的化学反应，将摄入的营养物质降解转化为可以被生命吸收利用的小分子化合物，如葡萄糖、氨基酸、核苷酸等 。同时，活体中仍有大量的化学反应，将吸收的小分子化合物合成自身的大分子化合物，如多糖、蛋白质、基因等 。这些化学反应是在活体内温和的条件下(如体温、环境温度和正常压力)进行的 。另一方面，生命所需的物质(如食物)在自然环境中都是稳定的物质，这些物质降解转化的化学反应不会自然发生，也不会非常缓慢，那么这些化学反应是如何在生命体中发生的呢？催化这些化学反应的神奇物质是“酶”！
酶是具有催化功能的生物大分子，即生物催化剂 。大多数酶是蛋白质，少数具有生物催化功能的RNA分子称为核酶 。几乎所有的细胞活动都需要酶的参与 。与化学催化剂类似，酶通过降低化学反应的活化能来加速反应速度 。但与化学催化剂不同，酶具有高度的特异性，只催化特定的反应 。大多数酶可以将反应速度提高数百万倍；同时，作为催化剂，酶本身在反应过程中不被消耗，也不影响反应的化学平衡 。
哺乳动物细胞含有数千种酶 。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 。此外，还有一些酶在细胞内合成后分泌出细胞外，称为胞外酶 。酶的催化能力(称为酶活性)可以受到多种因素的调控，使生物体适应外界条件的变化，维持生命活动 。
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，特别是对某些古细菌，可高达80-90℃ 。
人体内有3000多种酶，负责催化人体内各种与代谢相关的化学反应 。比如米饭在口中咀嚼时会产生甜味，这是由于淀粉在唾液淀粉酶的作用下水解成麦芽糖 。人体内的许多水解酶，如胃蛋白酶、胰蛋白酶等，可以将食物中的蛋白质水解为氨基酸，再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，就没有生物代谢 。
【酶——生物化学反应的催化剂 酶是什么物质】
正常人体内酶活性相对稳定，但当人体某些器官组织受损或发生疾病时，某些酶被释放到血液、尿液或体液中，如急性胰腺炎，血清和尿液中淀粉酶活性明显升高；而肝炎等原因引起的肝损害，肝细胞坏死或通透性增强，以及大量转氨酶释放到血液中，从而使血清转氨酶升高；心肌梗死时，血清乳酸脱氢酶和磷酸肌酸激酶显著升高 。因此，我们可以通过测量血液、尿液或体液中酶的活性来了解或判断某些疾病的发生和发展 。酶缺乏引起的疾病多为先天性或遗传性，如酪氨酸羟化酶缺乏引起的白化病 。
近年来，酶在临床上的应用越来越普遍，如纤溶酶、链激酶、尿激酶等 。可用于治疗血栓性静脉炎、心肌梗塞、肺梗塞和弥散性血管内凝血，以溶解血块和预防血栓形成 。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，如磺胺类和许多能抑制某些细菌生长所必需的酶的抗生素；许多抗肿瘤药物可以抑制细胞内与核酸或蛋白质合成相关的酶，从而抑制肿瘤生长 。
酶在工业和食品生产中也有广泛的应用，如酿酒行业使用的酵母，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 。酱油和醋也是由微生物产生的酶生产的 。总之，经过数十亿年的进化，地球上的生命已经进化出了各种不同的酶，它们不仅是地球生命生存所必需的生物催化剂，而且随着科学水平的提高，酶的应用将拥有更广阔的信息资源网络前景 。


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