什么是生物體內(nèi)的催化劑?
作者:化工綜合網(wǎng)發(fā)布時間:2022-03-30分類:催化劑及助劑瀏覽:163
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據(jù)《左傳》記載,我們的祖先在2 500多年以前,就懂得利用麥曲治病,實(shí) 質(zhì)上是利用在谷物中生長的各種微生物所產(chǎn)生的酶類治療疾病。1894年, 日本的高峰讓吉從米曲霉中制得淀粉酶,用于治療消化不良,說明酶在醫(yī)藥
方面的應(yīng)用具有悠久的歷史。
??20世紀(jì)后半葉,生物科學(xué)和生物工程飛速發(fā) 展,酶在醫(yī)藥領(lǐng)域的用途越來越廣闊。
酶存在于所有的活體細(xì)胞中,控制著細(xì)胞以至生物體的代謝過程。生 物體內(nèi)一切化學(xué)反應(yīng),幾乎都是在酶的催化下進(jìn)行的,只要有生命活動的地 方,就有酶在起作用,生命不能離開酶的存在。
??按照其化學(xué)組成,可以將酶 分為蛋白類酶(P酶)和核酸類酶(R酶)兩大類別。蛋白類酶主要由蛋白質(zhì) 組成,核酸類酶主要由核糖核酸(RNA)組成。
酶催化下的反應(yīng)都是在比較溫和的條件下進(jìn)行的。而同樣一個反應(yīng), 用化學(xué)的方法則需要高溫或高壓、強(qiáng)酸或強(qiáng)堿條件才能進(jìn)行。
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生物體內(nèi)的代謝活動,是由無數(shù)錯綜復(fù)雜的反應(yīng)所組成的,這些反應(yīng)都 是有一定順序性和連續(xù)性的,反應(yīng)之間彼此配合有條不紊地進(jìn)行,這是由于 有許許多多的酶受到多方面因素的調(diào)節(jié)和控制,才能組成有規(guī)律、有組織的 酶系來完成復(fù)雜的代謝活動。酵母菌利用糖發(fā)酵成酒精的過程要經(jīng)過十二 步反應(yīng),在十二種酶組成的酶系催化下進(jìn)行。
??因此酶就是生物體內(nèi)進(jìn)行新 陳代謝不可缺少的、受多種因素調(diào)節(jié)控制的、具有催化能力的生物催化劑。 只要有生命活動的地方,就有酶在起作用,生命不能離開酶的存在。因而, 酶也可以作為藥物用于疾病的治療。
(1) 幫助消化的酶:隨著社會日新月異地變化,人們生活節(jié)奏逐漸加快, 工作壓力也越來越大,越來越多的人有時會覺得腹脹腹痛。
??為什么呢?其 實(shí)是因?yàn)轶w內(nèi)的消化酶分泌不足。正常情況下人體會分泌一部分酶幫助消 化,但是長期精神緊張、飲食失調(diào),就會導(dǎo)致胃腸功能紊亂,影響酶的分泌, 這時就需要服用酶類藥物來幫助消化。
利用酶作為消化促進(jìn)劑,改善胃腸道功能早已為人們所采用,這類酶主 要有胃蛋白酶、胰酶、淀粉酶、纖維素酶等。
??酶的作用就是消化和分解食物 中淀粉、脂質(zhì)和蛋白質(zhì),使之變成簡單且易于被胃腸道吸收的物質(zhì),用來治 療體內(nèi)消化酶分泌不足或其他原因引起的消化不良。
兒童正處于生長發(fā)育時期,由于一些器官和組織發(fā)育還不完全成熟,身 體抵抗力弱,飲食不當(dāng)或生病后易致脾胃功能失調(diào),引起消化不良、食欲不 振等。
??如因過食肉、蛋、豆類等高蛋白食物引起消化不良或疾病后恢復(fù)期消 化功能減退者,應(yīng)選服胃蛋白酶片、胰酶片等能夠幫助蛋白質(zhì)消化吸收的藥
物。因吃米、面、紅薯等含淀粉較多的食物引起消化不良者,應(yīng)選用多酶片、 胖得生等含淀粉酶的藥物,促使淀粉盡快分解。
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通常人體都會有一些乳糖酶,用于乳糖的消化吸收,后來發(fā)現(xiàn)有色人種 缺乏乳糖酶,嬰幼兒經(jīng)常在攝取牛奶時不易消化而下痢,因此有時在消化酶 中也包括了乳糖酶。
各種酶?;旌现瞥刹煌瑒┬停缙瑒?、腸溶片、多層片、膠囊等。例如, 我們經(jīng)常吃的多酶片就是由胰蛋白酶、胰脂肪酶和胰淀粉酶等組成的復(fù)合 酶制劑。
??消化酶的改進(jìn)方向是將上述各種酶以合理的配比做成有一定穩(wěn)定 性的膠囊。
(2) 溶栓消炎的酶:你有過口腔潰瘍嗎?你得過鼻竇炎嗎?那你知道是 什么物質(zhì)在控制著我們口腔鼻腔的衛(wèi)生嗎?在我們的唾液中有一種溶菌 酶,它能有效地殺滅口腔、鼻腔中的絕大部分細(xì)菌,溶解黏痰,消除炎癥。
??當(dāng) 人體的溶菌酶含量降低時,人便極易得鼻炎、咽炎、口腔潰瘍等疾病。
消炎酶主要是蛋白酶。蛋白酶作為消炎藥的使用最初是1952年, Znnerfield用胰蛋白酶靜脈注射,治療靜脈血栓取得了成功。當(dāng)時是想用胰 蛋白酶溶解血栓,但進(jìn)行種種實(shí)驗(yàn)后,卻發(fā)現(xiàn)對炎癥有作用,以后蛋白酶便 作為消炎藥而應(yīng)用了。
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目前最重要的消炎酶是溶菌酶,其次是胰蛋白酶、菠蘿蛋白酶、木瓜蛋 白酶、凝乳蛋白酶等。蛋白酶之所以有消炎作用,是由于它能分解炎癥部位 纖維蛋白,清除傷口周圍的膿瘡、腐肉、碎屑,并能分解膿液中的黏蛋白,達(dá) 到清潔瘡口、排膿抗炎及消腫的目的。它們可以通過口服、注射、外敷、噴霧 等方法來治療各種潰瘍炎癥、血腫、肺炎、慢性支氣管炎、支氣管擴(kuò)張和哮喘 等病癥。
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(3) 疏通血管的酶:在我們的機(jī)體內(nèi)有一條傳送營養(yǎng)和氧氣的管道,那 就是血管。血管中的血液攜帶著各種營養(yǎng)物質(zhì)在人體內(nèi)來回穿梭。如果血 管阻塞,就會導(dǎo)致身體某個部分缺乏營養(yǎng)而不能正常工作。比如,當(dāng)大腦中 的血管阻塞時,大腦缺血部位細(xì)胞就會因?yàn)槿毖醵劳觯⑦M(jìn)而影響所控制 肢體的功能而引起部分或全身癱瘓。
??什么是血栓?血栓是血管腔中血液凝 固或血液中某些成分互相黏集,形成的固體質(zhì)塊。血栓性疾病是一種常見 的心腦血管病,常表現(xiàn)為心肌梗死、缺血性腦梗死、靜脈血栓栓塞。每年每
千人中有1?3人發(fā)生不同形式的血栓性疾病,嚴(yán)重影響人類健康。近年來, 我國人口老齡化程度日益加劇,血栓性疾病的發(fā)生率不斷上升,抗血栓藥物 需求量越來越大。
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抗血栓酶有纖溶酶、葡激酶、尿激酶與鏈激酶。與凝血酶類相反,它們 都能促使血塊溶解,防止血栓的形成,但它們的作用機(jī)制有所不同。纖溶酶 主要是使不溶性的纖維蛋白原轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇艿睦w維蛋白,尿激酶和鏈激酶的 作用是使無活性的纖溶酶原轉(zhuǎn)化為有活性的纖溶酶,使血液中纖維蛋白溶 解,防止血栓生成。
??尿激酶是一種高效抗血栓的堿性蛋白酶,主要存在于人 和其他哺乳動物尿液中,因此可從人尿中分離得到。
納豆激酶是從日本的傳統(tǒng)食品納豆中分離得到的一種蛋白酶,是由納 豆生產(chǎn)過程中所用的納豆桿菌生成的,也可以通過納豆桿菌發(fā)酵生產(chǎn)。納 豆激酶可以催化血纖維蛋白水解,同時可以激活纖溶酶原成為纖溶酶,所以 具有顯著的溶解血栓的功效。
??而且其相對分子質(zhì)量較?。s為2 700),可以 通過腸道黏膜進(jìn)入人體,故采用口服給藥方式也可達(dá)到溶栓效果。
蛇毒降纖酶是一種從蝮蛇等蛇毒中提取分離得到的蛋白質(zhì)水解酶,臨 床上用于治療血栓性疾病和微循環(huán)系統(tǒng)疾病。它具有強(qiáng)大的降纖效應(yīng),很 小劑量就可使血液中纖溶蛋白的量降低到極低的水平。
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組織纖溶蛋白酶原激活劑是常用的纖溶酶原激活劑,是一種絲氨酸蛋 白酶。它可以催化纖溶酶原水解,生成具有溶纖活性的纖溶酶,從而溶解已 經(jīng)形成的血栓。
蛇毒降纖酶、蚓激酶、組織纖溶酶原激活劑是近期研究成功的有效抗栓 劑。蚓激酶已經(jīng)成為世界十大抗血栓藥物之一,占市場很大的份額。
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這類酶的主要副作用是在使用劑量過大時可引起出血,因此應(yīng)該在監(jiān) 護(hù)下使用。
(1) 止血的酶:當(dāng)我們的身體不小心劃開口子時,血液就會流出來。但 是一般傷口不深時,血流不久就會自動停止。這是為什么呢?這是因?yàn)樵?人體內(nèi)有一種酶,叫凝血酶。后來人們將這種物質(zhì)分離出來,用于治療各種 出血性疾病。
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凝血酶是一種催化血纖維蛋白原水解生成不溶性的血纖維蛋白,從而 促進(jìn)血液凝固的蛋白酶。可以從人或者動物血液中提取分離得到,也可以
從蛇毒中分離得到,從蛇毒中獲得的凝血酶稱為蛇毒凝血酶。通常采用牛 血、豬血生產(chǎn)。凝血酶可以用于各種出血性疾病的治療。
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從動物血液中生產(chǎn)的凝血酶作為局部止血藥物使用,主要用于創(chuàng)傷性 出血和消化道出血等的治療。治療創(chuàng)傷性出血時,直接將凝血酶溶液或粉 末噴涂在創(chuàng)傷表面,即可起到止血效果r冶療消化道出血時,將凝血酶溶液 口服或者局部灌注。動物凝血酶嚴(yán)禁注射,使用時也不得與酸、堿、重金屬 離子混用,否則會使凝血酶失活,而喪失止血功能。
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蛇毒凝血酶主要用于預(yù)防和治療各種內(nèi)出血,如咯血、胃出血、視網(wǎng)膜 出血、鼻出血、腎出血、手術(shù)前后毛細(xì)血管出血等。使用時可以采用皮下肌 肉注射或者靜脈注射,但是要嚴(yán)格控制劑量,每次1?2單位。
不論何種給藥方式,都可能產(chǎn)生過敏性反應(yīng),當(dāng)有過敏性反應(yīng)時,應(yīng)立 即停藥。
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(2) 防治冠心病的酶:冠心病由于其發(fā)病率高、死亡率高、嚴(yán)重危害著人 類的身體健康,從而被稱作是“人類的第一殺手”。冠心病的發(fā)病隨年齡的 增長而增加,程度也隨年齡的增長而加重。有資料表明,自40歲開始,每增 加10歲,冠心病的患病率增加1倍。
??男性50歲、女性60歲以后,冠狀動脈 硬化發(fā)展比較迅速,同樣心肌梗死的危險也隨著年齡的增長而增長。
世界衛(wèi)生組織對冠心病分類如下:原發(fā)性心臟驟停、心絞痛、心肌梗死、 缺血性心臟病中的心力衰竭、心律失常。吸煙者患這種疾病的可能性比不 吸煙者至少高2倍,且與每日吸煙支數(shù)成正比。
??常進(jìn)較高熱量的飲食、較多 的動物脂肪、膽固醇者易患本病,食量多的人也易患本病。
導(dǎo)致冠心病最直接的原因是高血脂,其并發(fā)癥是高血壓,胰彈性蛋白酶 對其有治療作用。胰彈性蛋白酶,又稱為胰肽酶E,可以在動物胰臟中分離 得到。彈性蛋白酶是一種催化彈性蛋白質(zhì)水解的蛋白酶,并有類似脂蛋白 酶的作用,能降低血脂、增加脂類從糞便中的排泄,還能增強(qiáng)血管彈性、降低 血壓、擴(kuò)張血管、提高心肌血流量等作用,主要用于治療高脂血癥,預(yù)防脂肪 肝和動脈粥樣硬化等。
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激肽釋放酶是一種催化激肽原水解、釋放出激肽的絲氨酸蛋白酶。激 肽釋放酶有舒張血管、增強(qiáng)毛細(xì)血管通透性的功效,所以激肽釋放酶又稱為 血管舒緩素。激肽釋放酶可以從豬領(lǐng)下腺、豬胰臟等動物組織器官中提取
分離得到,臨床用于治療高血壓、動脈硬化、心絞痛和微循環(huán)障礙等。
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(1) 能抗癌的酶:酶能治療某些癌癥,如L-天冬酰胺酶,是第一個用于治 療癌癥的酶,它能選擇性地消耗某些類型瘤組織的營養(yǎng)成分(L-天冬酰胺) 而治療多種癌癥,特別是對治療白血病有顯著療效。
L-天冬酰胺酶的作用是催化天冬酰胺水解,生成L-天冬酸和氨。
??人體 正常細(xì)胞內(nèi)由于有天冬酰胺合成酶,可以合成L-天冬酰胺而使蛋白質(zhì)合成 不受影響。而對于缺失天冬酰胺合成酶的癌細(xì)胞來說,由于本身不能合成 L-天冬酰胺酶,外來的天冬酰胺又被L-天冬酰胺酶分解掉,因此蛋白質(zhì)合成 受阻,從而導(dǎo)致癌細(xì)胞活活餓死。
??如來自大腸桿菌的L-天冬酰胺酶能選擇 性的水解腫瘤細(xì)胞生長所需的天冬酰胺,使腫瘤細(xì)胞缺乏營養(yǎng)而受到抑制, 正常細(xì)胞自身可合成天冬酰胺而不受影響。
注射天冬酰胺酶時,可能出現(xiàn)過敏反應(yīng),偶爾還可能出現(xiàn)過敏性休克, 但停藥后這些副作用會消失。因此,在注射L-天冬酰胺酶之前,應(yīng)做皮下試 驗(yàn)。
??在一般情況下,注射該酶可能出現(xiàn)的過敏性反應(yīng)包括發(fā)熱、惡心、嘔吐、 體重下降等,對比起可怕的白血病來說,這些副作用是輕微的痛苦,在未找 到其他更好的治療方法之前,是可以接受的。
此類藥物還有L-精氨酸酶、L-組氨酸酶、L-蛋氨酸酶、谷氨酰胺酶等。
?? 另外,神經(jīng)氨酸苷酶是一種良好的腫瘤免疫治療劑,米曲溶栓酶也能治療白 血病和腫瘤。
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