消化酶的作用

　　消化酶是人體消化器官分泌的消化液中所含有的物質(zhì)，是一種蛋白質(zhì)。消化酶的主要作用是將食物分解為人體能夠吸收的小分子物質(zhì)。

　　一般消化酶的作用是水解，有的消化酶由消化腺分泌，有的參與細(xì)胞內(nèi)消化。細(xì)胞外消化酶中，有以胃蛋白酶原、胰蛋白酶原、羧肽酶原等一些不活化酶原的形式分泌然后再被活化的。

　　人體的消化功能依靠胃腸運(yùn)動(dòng)的機(jī)械性消化和消化酶作用的化學(xué)性消化來完成。消化液中含有大量消化酶，可促進(jìn)食物中糖、脂肪、蛋白質(zhì)的水解。由大分子物質(zhì)變?yōu)樾》肿游镔|(zhì)，以便被人體吸收利用。葡萄糖、甘油、甘油-酯、氨基酸等都是可溶解的小分子物質(zhì)，可被小腸吸收。

　　臨床中，消化酶不足既可引起廣泛的消化不良癥候群，如胃腸脹氣、胃飽脹、惡心、腹痛 、腹瀉、厭食等癥狀，還影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收，造成低蛋白血癥、脂肪性腹瀉、脂溶 性維生素缺乏、內(nèi)分泌紊亂等。致消化酶缺乏的主要病因常見于：慢性胰腺炎，膽石癥，肝硬化，肝功能減退，胰腺癌，慢性胃腸疾病，胰腺切除術(shù)后，胃、膽切除術(shù)后，放療或化療副反應(yīng)，老年性消化機(jī)能減退，長(zhǎng)期飲酒。消化不良的癥狀形成的機(jī)制非常復(fù)雜，而消化酶分泌不足或功能下降是消化不良癥狀產(chǎn)生的重要環(huán)節(jié)。

　　所有的酶都是專一的，一種酶只催化另一種或一類化學(xué)反應(yīng)，所以消化酶有很多種。消化酶具有生物活性，其受外部環(huán)境影響很大(溫度，濕度，酸堿度)等。常見的消化酶藥物：慷彼申、多酶片、酵母片等

　　酶的作用

　　酶是生物催化劑(biological catalyst)，具有兩方面的特性，既有與一般催化劑相同的催化性質(zhì)，又具有一般催化劑所沒有的生物大分子的特征。

　　酶與一般催化劑一樣，只能催化熱力學(xué)允許的化學(xué)反應(yīng)，縮短達(dá)到化學(xué)平衡的時(shí)間，而不改變平衡點(diǎn)。酶作為催化劑在化學(xué)反應(yīng)的前后沒有質(zhì)和量的改變。微量的酶就能發(fā)揮較大的催化作用。酶和一般催化劑的作用機(jī)理都是降低反應(yīng)的活化能(activation energy)。

　　因?yàn)槊甘堑鞍踪|(zhì)，所以酶促反應(yīng)又固有其特點(diǎn)：

　　1.高度的催化效率

　　一般而論，酶促反應(yīng)速度比非催化反應(yīng)高，例如，反應(yīng)

　　H2O2+H2O2→2H2O+O2??

　　在無催化劑時(shí)，需活化能18，000卡/克分子;膠體鈀存在時(shí)，需活化能11，700卡/克分子;有過氧化氫酶(catalase)存在時(shí)，僅需活化能2，000卡/克分子以下。

　　2.高度的專一性

　　一種酶只作用于一類化合物或一定的化學(xué)鍵，以促進(jìn)一定的化學(xué)變化，并生成一定的產(chǎn)物，這種現(xiàn)象稱為酶的特異性或?qū)Ｒ恍?specificity)。受酶催化的化合物稱為該酶的底物或作用物(substrate)。

　　酶對(duì)底物的專一性通常分為以下幾種：

　　(1)絕對(duì)特異性(absolute specifictity)

　　有的酶只作用于一種底物產(chǎn)生一定的反應(yīng)，稱為絕對(duì)專一性，如脲酶(urease)，只能催化尿素水解成NH3和CO2，而不能催化甲基尿素水解。

　　(2)相對(duì)特異性(relative specificity)

　　一種酶可作用于一類化合物或一種化學(xué)鍵，這種不太嚴(yán)格的專一性稱為相對(duì)專一性。如脂肪酶(lipase)不僅水解脂肪，也能水解簡(jiǎn)單的酯類;磷酸酶(phosphatase)對(duì)一般的磷酸酯都有作用，無論是甘油的還是一元醇或酚的磷酸酯均可被其水解。

　　(3)立體異構(gòu)特異性(stereopecificity)

　　酶對(duì)底物的立體構(gòu)型的特異要求，稱為立體異構(gòu)專一性或特異性。如α-淀粉酶(α-amylase)只能水解淀粉中α-1，4-糖苷鍵，不能水解纖維素中的β-1，4-糖苷鍵;L-乳酸脫氫酶(L-lacticacid dehydrogenase)的底物只能是L型乳酸，而不能是D型乳酸。酶的立體異構(gòu)特異性表明，酶與底物的結(jié)合，至少存在三個(gè)結(jié)合點(diǎn)。

　　3.酶活性的可調(diào)節(jié)性

　　酶是生物體的組成成份，和體內(nèi)其他物質(zhì)一樣，不斷在體內(nèi)新陳代謝，酶的催化活性也受多方面的調(diào)控。例如，酶的生物合成的誘導(dǎo)和阻遏、酶的化學(xué)修飾、抑制物的調(diào)節(jié)作用、代謝物對(duì)酶的反饋調(diào)節(jié)、酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)以及神經(jīng)體液因素的調(diào)節(jié)等，這些調(diào)控保證酶在體內(nèi)新陳代謝中發(fā)揮其恰如其分的催化作用，使生命活動(dòng)中的種種化學(xué)反應(yīng)都能夠有條不紊、協(xié)調(diào)一致地進(jìn)行。

　　4.酶活性的不穩(wěn)定性

　　酶是蛋白質(zhì)，酶促反應(yīng)要求一定的pH、溫度等溫和的條件，強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑、重金屬鹽、高溫、紫外線、劇烈震蕩等任何使蛋白質(zhì)變性的理化因素都可能使酶變性而失去其催化活性。

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　　本期嘉賓介紹

　　金城，中國科學(xué)院微生物研究所生化與分子生物學(xué)博士，研究員，中國微生物學(xué)會(huì)酶工程專業(yè)委員會(huì)主任，中國微生物學(xué)會(huì)常務(wù)理事。