人體“酶”與疾病的

人體“酶”與疾病的關(guān)系是什么，要詳細(xì)的？最合適答案：簡單的說：酶(enzyme)是由活細(xì)胞合成的、對(duì)其特異底物(Substrate)起高效催化作用的蛋白質(zhì)，是生物體內(nèi)多數(shù)反應(yīng)的一種生物催化劑。酶不改變反應(yīng)的平衡，它只是通過降低活化能加快化學(xué)反應(yīng)的速度。酶具有專一性，一種酶只能催化一種或一類反應(yīng)。除此以外，還具有高效性、溫和性。酶(enzyme)是生物體內(nèi)多數(shù)反應(yīng)的一種生物催化劑，除少數(shù)RNA外幾乎均蛋白質(zhì)。酶不改變反應(yīng)的平衡，它只是通過降低活化能加快化學(xué)反應(yīng)的速度。酶具有專一性，一種酶只能催化一種或一類反應(yīng)。除此以外，還具有高效性、溫和性。酶的溫和性，是指酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在比有些吻合的條件下進(jìn)行的。一般來說，動(dòng)物體內(nèi)的酶最適溫度在35到40攝氏度之間，植物體內(nèi)的酶最適溫度在40-50攝氏度之間；細(xì)菌和真菌體內(nèi)的酶最適溫度差別有些大，有得酶最適溫度可高達(dá)70攝氏度。動(dòng)物體內(nèi)的酶最適PH大多在6.5-8.0之間，但也有例外，如胃蛋白酶的最適PH為1.5，植物體內(nèi)的酶最適PH大多在4.5-6.5之間。酶的活力酶活力單位(U,activeunit)：酶活力單位的量度。1961年國際酶學(xué)會(huì)議規(guī)定：1個(gè)酶活力單位是指在特定條件(25oC，其它為最適條件)下，在1min內(nèi)能轉(zhuǎn)化1pmol底物的酶量，或是轉(zhuǎn)化底物中川mol的有關(guān)基團(tuán)的酶量。比活(specificactivity):每分鐘每毫克酶蛋白在25oC下轉(zhuǎn)化的底物的微摩爾數(shù)。比活是酶純度的測(cè)量。活化能(activationenergy):將1mol反應(yīng)底物中所有分子由其態(tài)轉(zhuǎn)化為過度態(tài)所需要的能量。活性部位(activeenergy):酶中含有底物結(jié)合部位和參與催化底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的氨基酸殘基部分?；钚圆课煌ǔＮ挥诘鞍踪|(zhì)的結(jié)構(gòu)域或亞基之間的裂隙或是蛋白質(zhì)表面的凹陷部位，通常均由在三維空間上靠得非常進(jìn)的一些氨基酸殘基組成。酶的催化酸-堿催化(acid-basecatalysis):質(zhì)子轉(zhuǎn)移加速反應(yīng)的催化作用。共價(jià)催化(covalentcatalysis)：一個(gè)底物或底物的一部分與催化劑形成共價(jià)鍵，然后被轉(zhuǎn)移給第二個(gè)底物。許多酶催化的基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)均通過共價(jià)方式進(jìn)行的。靠近效應(yīng)(proximityeffect)：非酶促催化反應(yīng)或酶促反應(yīng)速度的增加是由于底物靠近活性部位，使得活性部位處反應(yīng)劑有效濃度增大的結(jié)果，這將導(dǎo)致更頻繁地形成過度態(tài)。分類和命名通常按照酶所催化的反應(yīng)類型和所作用的底物來分類和命名。所有已知的酶按反應(yīng)性質(zhì)分成6大類，再分成若干亞類和亞亞類。有習(xí)慣命名和國際系統(tǒng)命名兩種方法。習(xí)慣命名法不尤其精確，但有些簡便，像催化乳酸脫氫生成丙酮酸的酶就叫乳酸脫氫酶；給催化水解作用的酶命名時(shí)略去反應(yīng)類型，如水解蛋白質(zhì)的酶叫蛋白酶，水解淀粉的酶叫淀粉酶；有時(shí)還在酶的名稱前面標(biāo)上酶的其他特點(diǎn)如來源、酸堿性等以示區(qū)別，如胃蛋白酶、胰淀粉酶、中性蛋白酶等。催化機(jī)理酶的催化機(jī)理和一般化學(xué)催化劑基本相同，也是先和反應(yīng)物(酶的底物)結(jié)合成絡(luò)合物，通過降低反應(yīng)的能來增強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)的速度，在恒定溫度下，化學(xué)反應(yīng)體系中每個(gè)反應(yīng)物分子所含的能量雖然差別有些大，但其平均值有些低，這是反應(yīng)的初態(tài)。S（底物）fP（產(chǎn)物）這個(gè)反應(yīng)之所以能夠進(jìn)行，是因?yàn)橛邢喈?dāng)部分的S分子已被激活成為活化（過渡態(tài)）分子，活化分子越多，反應(yīng)速度越快。在特定溫度時(shí)，化學(xué)反應(yīng)的活化能是使1摩爾物質(zhì)的全部分子成為活化分子所需的能量（千卡）。酶（E）的作用是：與S暫時(shí)結(jié)合形成一個(gè)新化合物ES，ES的活化狀態(tài)（過渡態(tài)）比無催化劑的該化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物活化分子含有的能量低得多。ES再反應(yīng)產(chǎn)生P，同時(shí)釋放E。E可與另外的S分子結(jié)合，再重復(fù)這個(gè)循環(huán)。降低整個(gè)反應(yīng)所需的活化能，使在單位時(shí)間內(nèi)有更多的分子進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)速度得以加快。如沒有催化劑存在時(shí)，過氧化氫分解為水和氧的反應(yīng)（2H2O2-2H2O+O2）需要的活化能為每摩爾18千卡（1千卡=4.187焦耳），用過氧化氫酶催化此反應(yīng)時(shí)，只需要活化能每摩爾2千卡，反應(yīng)速度約增加1011倍。酶作用的pH和溫度條件（細(xì)胞內(nèi)條件）都非常溫和，為何會(huì)有巨大的催化活性？有4種主要因素使酶加速化學(xué)反應(yīng)。酶催化效率的促進(jìn)因素酶活測(cè)定 初速度（initialvelocity）：酶促反應(yīng)最初階段底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的速度，這一階段產(chǎn)物的濃度非常低，其逆反應(yīng)可以不可以忽略不計(jì)。米氏方程（Michaelis-Mententequation）:表示一個(gè)酶促反應(yīng)的起始速度（U）與底物濃度（［s］）關(guān)系的速度方程：U=Umax［s］/（Km+［s］）米氏常數(shù)（Michaelisconstant）:對(duì)于一個(gè)給定的反應(yīng)，異至酶促反應(yīng)的起始速度（U0）達(dá)到最大反應(yīng)速度（Umax）一半時(shí)的底物濃度。催化常數(shù)（catalyticnumber）（Kcat）:也稱為轉(zhuǎn)換數(shù)。是一個(gè)動(dòng)力學(xué)常數(shù)，是在底物處于飽和狀態(tài)下一個(gè)酶（或一個(gè)酶活性部位）催化一個(gè)反應(yīng)有多快的測(cè)量。催化常數(shù)等于最大反應(yīng)速度除以總的酶濃度（Umax/［E］total）?；蚴敲磕γ富钚圆课幻棵腌娹D(zhuǎn)化為產(chǎn)物的底物的量（摩［爾］）。雙倒數(shù)作圖（double-reciprocalplot）:那稱為Lineweaver_Burk作圖。一個(gè)酶促反應(yīng)的速度的倒數(shù)（1/V）對(duì)底物度的倒數(shù)（1/LSF）的作圖。x和y軸上的截距分別代表米氏常數(shù)和最大反應(yīng)速度的倒數(shù)。酶活調(diào)整競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用（competitiveinhibition）：通過增加底物濃度可以不可以逆轉(zhuǎn)的一種酶抑制類型。競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑通常與正常的底物或配體競(jìng)爭(zhēng)同一個(gè)蛋白質(zhì)的結(jié)合部位。這種抑制使Km增大而Umax不變。非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用（noncompetitiveinhibition）:抑制劑不僅與游離酶結(jié)合，也可以不可以與酶-底物復(fù)合物結(jié)合的一種酶促反應(yīng)抑制作用。這種抑制使Km不變而Umax變小。反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用（uncompetitiveinhibition）:抑制劑只與酶-底物復(fù)合物結(jié)合而不與游離的酶結(jié)合的一種酶促反應(yīng)抑制作用。這種抑制使Km和Umax都變小但Umax/Km不變。非常大一類復(fù)雜的蛋白質(zhì)物質(zhì)［enzyme;ferment］，在促進(jìn)可逆反應(yīng)（如水解和氧化）方面起著像催化劑相同的作用。在許多工業(yè)過程中是有用的（如發(fā)酵、皮革鞣制及干酪生產(chǎn)）酶是一種有機(jī)的膠狀物質(zhì)，由蛋白質(zhì)組成，對(duì)于生物的化學(xué)變化起催化作用，發(fā)酵就是靠它的作用：?原。酶的妙用酶在生物體內(nèi)的功能在生物體內(nèi)的酶是具有生物活性的蛋白質(zhì)，存在于生物體內(nèi)的細(xì)胞和組織中，作為生物體內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的催化劑，不斷地進(jìn)行自我更新，使生物體內(nèi)及其復(fù)雜的代謝活動(dòng)不斷地、有條不紊地進(jìn)行.酶的催化效率尤其高（即高效性），比一般的化學(xué)催化劑的效率高107?1018倍，這就是生物體內(nèi)許多化學(xué)反應(yīng)非常容易進(jìn)行的原因之一.酶的催化具有高度的化學(xué)選擇性和專一性.一種酶往往只能對(duì)某一種或某一類反應(yīng)起催化作用，且酶和被催化的反應(yīng)物在結(jié)構(gòu)上往往有相似性.一般在37r前后，接近中性的環(huán)境下，酶的催化效率就非常高，雖然它與一般催化劑相同，隨著溫度升高，活性也增強(qiáng)，但由于酶是蛋白質(zhì)，因此溫度過高，會(huì)失去活性（變性,）因此酶的催化溫度一般不可以高于60r，否則，酶的催化效率就會(huì)降低，甚至?xí)ゴ呋饔?強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬離子、紫外線等的存在，也都會(huì)影響酶的催化作用.人體內(nèi)存在大量酶，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，種類繁多，到目前為止，已發(fā)現(xiàn)3000種以上（即多樣性）.如米飯?jiān)诳谇粌?nèi)咀嚼時(shí)，咀嚼時(shí)間越長，甜味越明顯，是由于米飯中的淀粉在口腔分泌出的唾液淀粉酶的作用下，水解成葡萄糖的緣故.因此，吃飯時(shí)多咀嚼可以不可以讓食物與唾液充分混合，有利于消化.此外人體內(nèi)還有胃蛋白酶，胰蛋白酶等多種水解酶.人體從食物中攝取的蛋白質(zhì)，必須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，選擇人體所需的20多種氨基酸，按照一定的順序重新結(jié)合成人體所需的各種蛋白質(zhì)，這其中發(fā)生了許多復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng).可以不可以這樣說，沒有酶就沒有生物的新陳代謝，也就沒有自然界中形形色色、豐富多彩的生物界.酶在醫(yī)療上的作用隨著對(duì)酶研究的發(fā)展，酶在醫(yī)學(xué)上的重要性越來越引起了人們的注意，應(yīng)用越來越廣泛.下面分三個(gè)方面介紹.酶與某些疾病的關(guān)系酶缺乏所致之疾病多為先天性或遺傳性，如白化癥是因酪氨酸羥化酶缺乏，蠶豆病或?qū)Σ编舾胁∪耸且?—磷酸葡萄糖脫氫酶缺乏.許多中毒性疾病幾乎均由于某些酶被抑制所引起的.如常用的有機(jī)磷農(nóng)藥（如敵百蟲、敵敵畏、1059以及樂果等）中毒時(shí)，就是因它們與膽堿酯酶活性中心必需基團(tuán)絲氨酸上的一個(gè)一OH結(jié)合而使酶失去活性.膽堿酯酶能催化乙酰膽堿水解成膽堿和乙酸，當(dāng)膽堿酯酶被抑制失活后，乙酰膽堿水解作用受抑，造成乙酰膽堿推積，出現(xiàn)一系列中毒癥狀，如肌肉震顫、瞳孔縮小、多汗、心跳減慢等.某些金屬離子引起人體中毒，則是因金屬離子（如Hg2+）可與某些酶活性中心的必需基團(tuán)（如半胱氨酸的一SH）結(jié)合而使酶失去活性.酶在疾病診斷上的應(yīng)用正常人體內(nèi)酶活性有些穩(wěn)定，當(dāng)人體某些器官和組織受損或發(fā)生疾病后，某些酶被釋放入血、尿或體液內(nèi).如急性胰腺炎時(shí)，血清和尿中淀粉酶活性顯著升高；肝炎和其它原因肝臟受損，肝細(xì)胞壞死或通透性增強(qiáng)，大量轉(zhuǎn)氨酶釋放入血，使血清轉(zhuǎn)氨酶升高；心肌梗塞時(shí)，血清乳酸脫氫酶和磷酸肌酸激酶明顯升高；當(dāng)有機(jī)磷農(nóng)藥中毒時(shí)，膽堿酯酶活性受抑制，血清膽堿酯酶活性下降;某些肝膽疾病，尤其是膽道梗阻時(shí)，血清r一谷氨酰移換酶增高等等.因此，借助血、尿或體液內(nèi)酶的活性測(cè)定，可以不可以了解或判定某些疾病的發(fā)生和發(fā)展.酶在臨床治療上的應(yīng)用近年來，酶療法已逐漸被人們所認(rèn)識(shí)，廣泛受到重視，各種酶制劑在臨床上的應(yīng)用越來越普遍.如胰蛋白酶、糜蛋白酶等，能催化蛋白質(zhì)分解，此原理已用于外科擴(kuò)創(chuàng)，化膿傷口凈化及胸、腹腔漿膜粘連的療法等.在血栓性靜脈炎、心肌梗塞、肺梗塞以及彌漫性血管內(nèi)凝血等病的療法中，可應(yīng)用纖溶酶、鏈激酶、尿激酶等，以溶解血塊，防止血栓的形成等.一些輔酶，如輔酶A、輔酶Q等，可用于腦、心、肝、腎等重要臟器的輔助治療.另外，還利用酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制的原理，合成一些化學(xué)藥物，進(jìn)行抑菌、殺菌和抗腫瘤等的療法.如磺胺類藥和許多抗菌素能抑制某些細(xì)菌生長所必需的酶類，故有抑菌和殺菌作用；許多抗腫瘤藥物能抑制細(xì)胞內(nèi)與核酸或蛋白質(zhì)合成有關(guān)的酶類，從而抑制瘤細(xì)胞的分化和增殖，以對(duì)抗腫瘤的生長；硫氧嘧啶可抑制碘化酶，從而影響甲狀腺素的合成，故可用于治療甲狀腺機(jī)能亢進(jìn)等.酶在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用如釀酒工業(yè)中使用的酵母菌，就是通過有關(guān)的微生物產(chǎn)生的，酶的作用將淀粉等通過水解、氧化等過程，最后轉(zhuǎn)化為酒精；醬油、食醋的生產(chǎn)也是在酶的作用下完成的；用淀粉酶和纖維素酶處理過的飼料，營養(yǎng)價(jià)值增強(qiáng)；洗