科學(xué)·技術(shù)·社會　酶為生活添姿彩.pptx

酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的、對其底物具有高度特異性和高度催化效能的蛋白質(zhì)或RNA。,一、酶概念,1982年美國科學(xué)家T.Cech和他的同事對“四膜蟲編碼rRNA前體的DNA序列含有間隔內(nèi)含子序列”的研究中發(fā)現(xiàn)自身剪接內(nèi)含子的RNA具有催化功能。為了與酶(enzyme)區(qū)分，Cech將它命名為ribozyme，其中文譯名尚未統(tǒng)一，目前高等院校教材生物化學(xué)與分子生物學(xué)中將它命名為催化性小RNA，但以往大多數(shù)人稱它為核酶，還有其他命名，如核糖酶、類RNA、酶性RNA、酶RNA等。催化性小RNA的發(fā)現(xiàn)為“生物催化劑”這個“家庭”增添了一員，從此酶多了一個“弟弟”。因為其本質(zhì)是RNA，而且不參與翻譯，所以它又屬于組成型非編碼RNA中的一份子。,酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，因此它也具有一級、二級、三級，乃至四級結(jié)構(gòu)。按其分子的不同，可分為單純酶和結(jié)合酶兩大類。僅含有蛋白質(zhì)的稱為單純酶；結(jié)合酶則由酶蛋白和輔助因子組成。例如，大多數(shù)水解酶單純由蛋白質(zhì)組成；黃素單核苷酸酶則是由酶蛋白和輔助因子組成的結(jié)合蛋白酶。結(jié)合酶中的酶蛋白為蛋白質(zhì)部分，輔助因子為非蛋白質(zhì)部分，兩者結(jié)合成全酶，只有全酶才有催化活性。,二、特點(diǎn),1。高效性：酶的催化效率比無機(jī)催化劑更高，使得反應(yīng)速率更快；2。專一性：一種酶只能催化一種或一類底物，如蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)水解成多肽。3。多樣性：酶的種類很多，迄今為止已發(fā)現(xiàn)約4000多種酶，在生物體中的酶遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這個數(shù)量。4。溫和性：是指酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在較溫和的條件下進(jìn)行的。5?；钚钥烧{(diào)節(jié)性：包括抑制劑和激活劑調(diào)節(jié)、反饋抑制調(diào)節(jié)、共價修飾調(diào)節(jié)和變構(gòu)調(diào)節(jié)等。,6。易變性：大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，因而會被高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等破壞；7。有些酶的催化性與輔助因子有關(guān)。酶與無機(jī)催化劑比較：1。相同點(diǎn)：1）改變化學(xué)反應(yīng)速率，本身幾乎不被消耗；2）只催化已存在的化學(xué)反應(yīng)；3）加快化學(xué)反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡時間，但不改變平衡點(diǎn)；4）降低活化能，使化學(xué)反應(yīng)速率加快。5）都會出現(xiàn)中毒現(xiàn)象。2。不同點(diǎn)：即酶的特性，包括高效性，專一性，溫和性（需要一定的pH和溫度）等.。,三、功能作用,催化酶是一類生物催化劑，生物體內(nèi)含有數(shù)千種酶，它們支配著生物的新陳代謝、營養(yǎng)和能量轉(zhuǎn)換等許多催化過程，與生命過程關(guān)系密切的反應(yīng)大多是酶催化反應(yīng)。酶的這些性質(zhì)使細(xì)胞內(nèi)錯綜復(fù)雜的物質(zhì)代謝過程能有條不紊地進(jìn)行，使物質(zhì)代謝與正常的生理機(jī)能互相適應(yīng)。若因遺傳缺陷造成某個酶缺損，或其它原因造成酶的活性減弱，均可導(dǎo)致該酶催化的反應(yīng)異常，使物質(zhì)代謝紊亂，甚至發(fā)生疾病，因此酶與醫(yī)學(xué)的關(guān)系十分密切。,生物體由細(xì)胞構(gòu)成，每個細(xì)胞由于酶的存在才表現(xiàn)出種種生命活動，體內(nèi)的新陳代謝才能進(jìn)行。酶是人體內(nèi)新陳代謝的催化劑，只有酶存在，人體內(nèi)才能進(jìn)行各項生化反應(yīng)。人體內(nèi)酶越多，越完整，其生命就越健康。當(dāng)人體內(nèi)沒有了活性酶，生命也就結(jié)束。人類的疾病，大多數(shù)均與酶缺乏或合成障礙有關(guān)。酶使人體所進(jìn)食的食物得到消化和吸收，并且維持內(nèi)臟所有功能包括：細(xì)胞修復(fù)、消炎排毒、新陳代謝、提高免疫力、產(chǎn)生能量、促進(jìn)血液循環(huán)。,四、應(yīng)用,酶在疾病診斷上的應(yīng)用隨著對酶的深入研究和越來越多的認(rèn)識，富含高濃SOD的復(fù)合酶，對疾病的調(diào)理上發(fā)揮了越來越顯著的作用。正常人體內(nèi)酶活性較穩(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，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，血清乳酸脫氫酶和磷酸肌酸激酶明顯升高；一清二補(bǔ)等通過對各種復(fù)合酶的組合使用，增強(qiáng)體質(zhì)，提高機(jī)能后，甚至大幅提高了生育力。當(dāng)有機(jī)磷農(nóng)藥中毒時，膽堿酯酶活性受抑制，血清膽堿酯酶活性下降；某些肝膽疾定，可以了解或判定某些疾病的發(fā)生病，特別是膽道梗阻時，血清r谷氨酰移換酶增高等等。因此，借助血、尿或體液內(nèi)酶的活性測和展發(fā)。,酶在臨床治療上的應(yīng)用,酶療法已逐漸被人們所認(rèn)識，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、腹腔漿膜粘連的治療等。在血栓性靜脈炎、心肌梗塞、肺梗塞以及彌漫性血管內(nèi)凝血等病的治療中，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。,一些復(fù)方天然酵素，以高單位SOD酶為主要配方，不僅可用于腦、心、肝、腎等重要臟器的輔助治療，在腫瘤方面的使用也取得了顯著的成效。另外，還利用酶的競爭性抑制的原理，合成一些化學(xué)藥物，進(jìn)行抑菌、殺菌和抗腫瘤等的治療。如酶補(bǔ)脾補(bǔ)腎在不孕不育等問題上，也有較好的調(diào)理。而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。,酶在臨床治療上的應(yīng)用,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)價值提高；洗衣粉中加入酶，可以使洗衣粉效率提高，使原來不易除去的汗?jié)n等很容易除去等等,由于酶的應(yīng)用廣泛，酶的提取和合成就成了重要的研究課題。此時酶可以從生物體內(nèi)提取，如從菠蘿皮中可提取菠蘿蛋白酶。但由于酶在生物體內(nèi)的含量很低，因此，它不能適應(yīng)生產(chǎn)上