Monday, December 31, 2012
电荷。所有的生化反应都会偏离蛋白质的等电点，有电子的转移
酶的应用
酶的催化效率特别高（即高效性），比一般的化学催化剂的效率高10^7～10^18倍，这就是生物体内许多化学反应很容易进行的原因之一．
酶的催化具有高度的化学选择性和专一性．一种酶往往只能对某一种或某一类反应起催化作用，且酶和被催化的反应物在结构上往往有相似性．
一般在37℃左右，接近中性的环境下，酶的催化效率就非常高，虽然它与一般催化剂一样，随着温度升高，活性也提高，但由于酶是蛋白质，因此温度过高，会失去活性（变性），因此酶的催化温度一般不能高于60℃，否则，酶的催化效率就会降低，甚至会失去催化作用．强酸、强碱、重金属离子、紫外线等的存在，也都会影响酶的催化作用．
人体内存在大量酶，结构复杂，种类繁多，到目前为止，已发现3000种以上（即多样性）．如米饭在口腔内咀嚼时，咀嚼时间越长，甜味越明显，是由于米饭中的淀粉在口腔分泌出的唾液淀粉酶的作用下，水解成麦芽糖的缘故．因此，吃饭时多咀嚼可以让食物与唾液充分混合，有利于消化．此外人体内还有胃蛋白酶，胰蛋白酶等多种水解酶．人体从食物中摄取的蛋白质，必须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，选择人体所需的20多种氨基酸，按照一定的顺序重新结合成人体所需的各种蛋白质，这其中发生了许多复杂的化学反应．可以这样说，没有酶就没有生物的新陈代谢，也就没有自然界中形形色色、丰富多彩的生物界．
原因一：生食
生食物中含有必需的消化酶，但酶在高温烹调下或加工储运过程中容易丧失活性，由于人们大都以熟食为主，使得食物中原有的酶遭受破坏，而不得不消耗体内天然的酶储备。另外，有些水果中酶含量最高的部位却是在人们所不吃的果皮和果茎中，以及在未成熟的苦涩的果汁中，这也是造成人体酶量缺乏的因素所在。
原因二：老化
人的一生当中体内生成的酶是有限的，随着年龄的增长，体内分泌的酶从旺盛变得不足。人体摄入的养料不容易消化吸收，依靠摄取养料来合成酶的能力下降，从而酶缺乏加剧，形成体内酶量递减的恶性循环。
原因三：现代生活
随着工业的快速发展和汽车的大量增加，导致废气大量排放，环境受到污染；农药的残留和食品中合成的化学添加剂的滥用；生活方式的快节奏、工作压力的增大以及看电视多运动少等文明社会的弊端增多……上述种种都会增加身体中酶的大量消耗，以致体内的天然酶无法保存。
酶在医疗上 随着对酶研究的发展，酶在医学上的重要性越来越引起了人们的注意，应用越来越广泛．下面分三个方面介绍．
1．酶与某些疾病的关系
酶缺乏所致之疾病多为先天性或遗传性，如白化症是因酪氨酸羟化酶缺乏，蚕豆病或对伯氨喹啉敏感患者是因6－磷酸葡萄糖脱氢酶缺乏．许多中毒性疾病几乎都是由于某些酶被抑制所引起的．如常用的有机磷农药（如敌百虫、敌敌畏、1059以及乐果等）中毒时，就是因它们与胆碱酯酶活性中心必需基团丝氨酸上的一个－OH结合而使酶失去活性．胆碱酯酶能催化乙酰胆碱水解成胆碱和乙酸，当胆碱酯酶被抑制失活后，乙酰胆碱水解作用受抑，造成乙酰胆碱推积，出现一系列中毒症状，如肌肉震颤、瞳孔缩小、多汗、心跳减慢等．某些金属离子引起人体中毒，则是因金属离子（如Hg2+）可与某些酶活性中心的必需基团（如半胱氨酸的－SH）结合而使酶失去活性．
2．酶在疾病诊断上的应用
正常人体内酶活性较稳定，当人体某些器官和组织受损或发生疾病后，某些酶被释放入血、尿或体液内．如急性胰腺炎时，血清和尿中淀粉酶活性显著升高；肝炎和其它原因肝脏受损，肝细胞坏死或通透性增强，大量转氨酶释放入血，使血清转氨酶升高；心肌梗塞时，血清乳酸脱氢酶和磷酸肌酸激酶明显升高；当有机磷农药中毒时，胆碱酯酶活性受抑制，血清胆碱酯酶活性下降；某些肝胆疾病，特别是胆道梗阻时，血清r－谷氨酰移换酶增高等等．因此，借助血、尿或体液内酶的活性测定，可以了解或判定某些疾病的发生和发展．
3．酶在临床治疗上的应用
近年来，酶疗法已逐渐被人们所认识，广泛受到重视，各种酶制剂在临床上的应用越来越普遍．如胰蛋白酶、糜蛋白酶等，能催化蛋白质分解，此原理已用于外科扩创，化脓伤口净化及胸、腹腔浆膜粘连的治疗等．在血栓性静脉炎、心肌梗塞、肺梗塞以及弥漫性血管内凝血等病的治疗中，可应用纤溶酶、链激酶、尿激酶等，以溶解血块，防止血栓的形成等．
一些辅酶，如辅酶A、辅酶Q等，可用于脑、心、肝、肾等重要脏器的辅助治疗．另外，还利用酶的竞争性抑制的原理，合成一些化学药物，进行抑菌、杀菌和抗肿瘤等的治疗．如磺胺类药和许多抗菌素能抑制某些细菌生长所必需的酶类，故有抑菌和杀菌作用；许多抗肿瘤药物能抑制细胞内与核酸或蛋白质合成有关的酶类，从而抑制瘤细胞的分化和增殖，以对抗肿瘤的生长；硫氧嘧啶可抑制碘化酶，从而影响甲状腺素的合成，故可用于治疗甲状腺机能亢进等．
由于酶的应用广泛，酶的提取和合成就成了重要的研究课题．目前酶可以从生物体内提取，如从菠萝皮中可提取菠萝蛋白酶．但由于酶在生物体内的含量很低，因此，它不能适应生产上的需要．工业上大量的酶是采用微生物的发酵来制取的．一般需要在适宜的条件下，选育出所需的菌种，让其进行繁殖，获得大量的酶制剂．另外，人们正在研究酶的人工合成．总之随着科学水平的提高，酶的应用将具有非常广阔的前景．
在工程上，酶的影响因素有温度、酸碱度、浓度、电荷、机械作用等，人体相当于一个巨大的发酵系统，相关于三千个以上酿酒酿醋装置的大组合。并且要实现全自动控制，保持温度（体温37度）、酸碱度（弱碱性）、含水量（70%）、电压（心脑电图正常）、机械作用（肌肉活动与心跳正常）的相对稳定，除了“上帝”以外，任何人无法对如此庞大的系统进行控制。这个上帝就是大自然。
第一是酶的生产。人体内三千种以上的酶，它们由人体内不同的器官合成。其核心部分是“核酶”，带有遗传信息，其发现者获取96年诺贝尔生理学奖，我以为中医所讲的“先天之本”、“元气”与核酶有关联，它不能后天从外界获取，在人体内的贮藏是有限的。辅酶或维生素是酶的修饰部分，它可以从食物中获取，属于“后天之本”。人体内酶的生产由身体自动合成。当人体内由于器官功能异常或营养不良时，某些酶的合成受阻，相应的生化反应不能顺利进行，就会引起新陈代谢异常。
第二是底物。酶的催化反应具有一性，每种酶只对一种物质起作用。有些人工食品添加剂，模仿天然物质的色、香、味，这些物质通过食物链进入人体后，体内的酶并不能识别，有些人工合成的食品添加剂具有健康风险，可能会干扰体内的新陈代谢。如：糖精、人工奶油已经被相关部门限制使用。在实际中，国家要求生产企业明确标明所用的食品添加剂，尊重消费者的知情权和选择权。
第三是温度。酶在45度以下，温度越高，酶的活性越高。人体发热时，自身免疫力成倍增加，同时，会消耗大量的营养物质和酶。发热病人补充水份和维生素有利健康。人的体温恒定37度左右，中医的“阳气”与体温有关，相关科普读本有《温度决定生老病死》，体温过高或过低都可反映一个人的身体健康状况。在实际应用中，人们利用低温来保存食物，就是降低食物中酶的活性和细菌的活力，延长保存时间。
第四是酸碱度。人体内为弱碱性环境。人体在运动时，供氧相对不足，体内产生过多的乳酸，使人的肌肉酸痛，经过多次锻炼，提高供氧能力后，体质增强。现在空气中二氧化碳过多，体内氧相对不足，造成体内PH下降，减少酶的活性，使新陈代谢异常。肉类食品中含有较多的磷、硫、氯等营养素，摄入过多，也会引起体内PH下降。相关科普读本有《万病酸毒起》，补钙可以提高体内PH值，有利于健康，但并不能解决人体的健康问题。中医的上火与西医的酸中毒，与此相关。
第五是浓度。也就是体内的含水量。在酶的数量一定时，反应物浓度越大，酶的活性就越小。婴儿的含水量80%以上，它们新陈代谢旺盛。营养过剩时，浓度增大，新陈代谢会减慢，引起肥胖和一些疾病。相关科普读本有《水是最好的药》。在实际应用中，人们通过干燥的方法，减少食物中的水分，增加其浓度，降低酶的活性，延长保存时间。
第六是电荷。所有的生化反应都会偏离蛋白质的等电点，有电子的转移。人体蛋白质平均等电点为5.5，体内环境为7.3，人体带负电荷，并有一定的电压，可以产生一定的电流，如心电图、脑电图。“自由基”带正电，对健康不利，清新的空气中有大量的“负离子”，对健康有利。负电荷使人的红细胞相互排斥，阻止血栓的形成，可以促进心脑血管的健康。
第七是机械作用。把反应物和酶搅拌均匀，把生成物及时运走，可以增加酶的反应活性，提高生命活力。通过运动，促进人体血液循环，使酶与反应物混合无效，并运走代谢产物，降低浓度，可以促进新陈代谢。生命在于运动就是这个道理。
第八是酶的抑制剂和激活剂。酶的激活剂能使酶的活性大大增加，抑制剂能降低或消除酶的活性。各种防腐剂就是抑制大多数酶的活性，达到长久保持的目的。有毒物质可以破坏酶的结构，使之失去活性。人体通过食物链，摄入了大量的酶的抑制剂，如防腐剂，农药残留物，肯定会影响新陈代谢。有些物质能增加一些酶的活性，工业上叫激活剂，医学上叫激素，一种酶的激活剂，往往是另一种酶的抑制剂。这就是药物使用的风险。如青霉素抑制了细菌中的一种酶，使它不能合成细胞壁，人体细胞没有细胞壁，应该不受大的影响，可是青霉素使用时出现的副作用已经受到了人们的重视。人体的内分泌系统，产生各种激素，对体内的生化反应进行调节，保持体内环境的稳定。各种人工物质的干扰，可能是造成人体内分泌紊乱的重要原因。
人体内新陈代谢的异常，可能与八个方面都有关系，人们只要针对其中一个方面进行改善，肯定能收到一定的效果，但不可能全面解决问题，公众通过改善环境，食品安全、合理膳食来获得健康，是成本少、风险小的方法。
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