论酶在生命体研究中的作用

论酶在生命体研究中的作用

摘要：对于酶这一物质人们并不感到陌生，酶在日常生活的各领域有着广泛应用。酶还与人体息息相关，利用酶可以帮助人们抑制疾病的发生，对生命体的研究有着很重要的作用。

关键词：酶、生命活动、新陈代谢

新陈代谢是生命活动的基础，是生命活动的重要特征。而构成新陈代谢的许多复杂而有规律的物质变化和能量变化，都是在酶的催化作用下进行的。生物的生长发育、繁殖、遗传、运动、神经传导等生命活动都与没得催化过程紧密相连，可以说，没有酶的参与，生命活动一刻也不能进行。

酶是由活细胞产生的一类具有催化作用的蛋白质，故又有生物催化剂之称。与一般催化剂相比，酶的催化作用有高度专一性、高度催化效率及其催化活性的可调节性和高度的不稳定性（变性失活）等特点，酶的这些性质使细胞内错综复杂的物质代谢过程能有条不紊地进行，使物质代谢与正常的生理机能互相适应。若因遗传缺陷造成某个酶缺损，或其它原因造成酶的活性减弱，均可导致该酶催化的反应异常，使物质代谢紊乱，甚至发生疾病．因此酶与医学的关系也是十分密切的。

自1982年以来随着具有催化功能的RNA和DNA的陆续发现，目前认为生物体内除了存在酶这类催化剂外，另一类则是核酸催化剂，如其本质为RNA则称为核酶。因此现代科学认为酶是由活细胞所产生，能在体内或体外发挥相同催化作用的一类具有活性中心和特殊结构

的生物大分子，包括蛋白质和核酸，但由于核酸参与催化反应有限，而且这些反应均可有相应的酶所催化，因此酶仍是体内最主要的催化剂。

随着社会的发展，技术的进步，科学家们对酶的研究也越来越深入，同时也发现它有着不可取代的重要性。生物体是由细胞构成，每个细胞由于酶的存在才表现出种种生命活动，体内的新陈代谢才能进行。酶是人体内新陈代谢的催化剂，只有酶存在，人体内才能进行各项生化反应。人体内酶越多，越完整，其生命就越健康。当人体内没有了活性酶，生命也就结束。人类的疾病，大多数均与酶缺乏或合成障碍有关。

酶可以促进糖在人体中的吸收。糖包括蔗糖、葡萄糖、半乳糖、果糖、麦芽糖、淀粉等。在这些糖中，除了葡萄糖、果糖和半乳糖能被人体直接吸收，其余的糖都要在体内转化为基本的单糖后，才能被吸收利用。食用馒头时，淀粉酶将馒头中的淀粉分解成麦芽糖，被人体吸收，让人感到甜味。酶究其本质是一种蛋白质，可催化体内的化学反应，酶能让反应速度提高100万—1000亿倍，如果没有酶，一口馒头可能要消化一年时间。

酶与生命体的活动有着紧密的联系，因此在医学上有着广泛的应用：

一、酶与某些疾病的关系

酶缺陷所致的疾病：酶缺陷引起的疾病多为先天性或遗传性疾病，如缺乏葡萄糖-6-磷酸脱氢梅（G6PDH）引起的蚕豆黄，酪氨酸羟化酶

缺乏导致的白化症等。

重金属与有机磷农药中毒与酶活性的抑制：很多中毒现象都与酶有关，如常用的有机磷农药敌百虫，敌敌畏和1059等，能与胆碱酯酶活性中心的丝氨酸羟基结合而失活，重金属As2+，、Hg2+,Ag2+等可与某些酶的巯基结合而使酶活性丧失，此外氰化物（CN-）能与细胞色素氧化酶的结合，可使生物氧化中断，严重威胁生命。

二、酶与疾病的诊断

许多遗传性疾患是由于先天性缺乏某种有活性的酶所致，故在出生前，从羊水或绒毛中检出该酶的缺陷或其基因表达的缺陷，从而可采取早期流产，防患于末然。

当某些器官组织发生病变，由于细胞的坏死或破坏，或细胞通透性增加，可使原来在细胞内的某些酶逸入体液中，使体液中该酶的含量升高。通过对血、尿等体液和分泌液中某些酹活性的测定，可以反映某些组织器官的病变情况，而有助疾病的诊断。

三、酶与疾病的治疗

替代治疗因消化腺分泌不足所致的消化不良可补充胃蛋白酶、胰蛋白酶等以助消化。抗菌治疗凡能抑制或阻断细菌重要代谢途径中的酶活性，即可达到杀菌或抑菌的目的。如磺胺药即是通过竞争性抑制细菌中的二氢叶酸合成酶活性而使细菌的核酸代谢障碍而阻遏其生长、繁殖。

抗癌治疗肿瘤细胞有其独特的代谢方式，若能阻断相应酶的活性，就能达到遏止肿瘤生长的目的。L-天冬酰胺是某些肿瘤细胞的必需氨

基酸，如给予能水解L-天冬酰胺的L- 天冬酰胺酶，则肿瘤细胞因其必需的营养素缺乏而死亡。

对症治疗如链激酶、尿激酶可用于溶解血栓，多用于心、脑血管的栓塞。调整代谢如精神抑郁症是由于脑中兴奋性神经介质（如儿茶酚胺）与抑制性神经介质的不平衡所致，给予单胺氧化酶，可减少儿茶酚胺类的代谢灭活，提高突触中的儿茶酚胺含量而抗抑郁。

近几十年来酶学研究得到很大的发展，提出了一些新理论和新概念。一方面在酶的分子水平上揭示酶和生命活动的关系，阐明酶在细胞代谢调节和分化过程中的作用，酶生物合成的遗传机制，酶的起源和酶的催化机制等方面取得进展。另一方面酶的应用研究得到迅速发展。酶工程已成为当代生物工程的重要支柱。酶的研究成果用来指导有关医学实践和工农业生产，必将会给催化剂的设计、药物的设计、疾病的诊断、预防和治疗、农作物品种选育及病虫害的防治等提供理论依据和新思想、新概念。除了酶已普遍使用于食品、发酵、制革、纺织、日用化学及医药保健等部门，酶在生物工程、化学分析、生物传感器及环保方面的应用也将日益扩大。

参考文献：

【1】王镜岩、徐长法著《生物化学》高等教育出版社 2002

【2】吴庆余编著.《基础生命科学》 高教出版社 2002