酶——生命不可缺少的物质

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  新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础,而进行新陈代谢又离不开酶的催化作用。酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。按本质来说,绝大多数的酶是蛋白质,少数是RNA即核糖核酸,是一种遗传信息载体。

  具有酶活性的蛋白质分为简单蛋白质和结合蛋白质。简单蛋白质类的酶是由氨基酸组成,不含其他物质,如胃蛋白酶。结合蛋白质类的酶由简单蛋白质与辅助因子组成,如乳酸脱氢酶、转氨酶等。组成酶的简单蛋白质部分叫做酶蛋白或主酶,辅基部分叫做辅酶。结合酶一般是主酶与辅酶结合,成为全酶,才能起到酶的作用。而且蛋白质所具有的理化性质,酶一般都具有,如易受温度、pH值等外界因素影响、催化效率高、具有高度特异性等。

  由于酶的作用,生物体内的化学反应在极为温和的条件下可以高效进行,它能帮助生物消化食物,吸收营养,并且维持内脏功能,比如,消炎排毒、新陈代谢、提高免疫力、产生能量、促进血液循环等。

  人体内含有多种酶,它们支配着生物的新陈代谢、营养和能量转换等许多催化过程,与生命过程关系密切的反应大多是酶催化反应。

  酶最主要的作用就是催化,它能够使细胞内错综复杂的物质代谢过程有条不紊地进行,使物质代谢与正常的生理机能互相适应。如果因遗传缺陷或其他原因造成某个酶缺损或活性减弱,可能导致该酶的催化反应发生异常,使物质代谢紊乱,甚至产生疾病。

  酶的催化机理是降低反应活化能。化学反应之所以能够进行,是因为有一部分的底物分子已被激活成为活化分子,活化分子越多,反应速度则越快。底物复合物反应生成产物的同时释放酶,与另外的底物分子结合,通过降低反应的活化能进而提高化学反应的速度。

  酶虽能够加快化学反应的速度,但不能改变化学反应的平衡点,也就是说酶在促进正向反应的同时,也以相同的比例进行逆向反应,所以酶的作用仅仅是缩短了到达平衡所需的时间。

  酶的催化机制主要有酸碱催化和共价催化两种。酸碱催化指质子转移加速反应的催化作用。共价催化指一个底物或底物的一部分与催化剂形成共价键,然后转移给第二个底物。许多酶催化的基团转移反应都是通过共价催化的方式进行。

  人体内存在大量酶,结构复杂、种类繁多。例如,人们在口腔内咀嚼米饭、馒头时,咀嚼的时间越长,口感就越甜,这是由于米饭中的淀粉在口腔分泌的唾液淀粉酶的作用下,会水解成麦芽糖,进而产生甜的口感。因此,吃饭时多咀嚼可以使食物与唾液充分混合,有利于人体消化。

  人体从食物中摄取的蛋白质,必须在胃蛋白酶等多种蛋白水解酶作用下水解成氨基酸,然后再通过其他酶的作用选择特定氨基酸,按照一定的顺序重新结合,才能形成人体所需的蛋白质,在这一过程中,包含着许多复杂的化学反应,也正是这一系列复杂的化学反应,彰显着酶在生命中的重要作用,促使人们不断的探索。

  (张诗迎)

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