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TUhjnbcbe - 2024/3/14 15:52:00
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虽然市面上的酶/酵素产品丰富多样,其宣传令人眼花缭乱,但实际没几个人真正懂“酶”是什么,今天我们就在来讲一讲酶是什么。

酶是什么

酶,旧称“酵素”,因最先在发酵反应中被发现而得名。后来发现除发酵外,生物体的各种反应都有酶的参与,科学家们便觉得“酵素”这个名字不妥,遂改为“酶”,取“媒”、“媒介”的含义,以上这个故事发生在大约一百年前。

酶,定义为有催化作用的生物大分子。多数为蛋白质,极少数为RNA。所谓催化就是化学里的催化剂,指改变化学反应速率而在反应前后质量和化学性质不变的物质。大多数情况下,酶的催化效果要远超普通的催化剂。例如高中课本中提到的“过氧化氢酶”,其催化H2O2分解成水和氧气的速率,是初中学的二氧化锰催化剂的百倍以上。

另一方面,酶的化学本质是蛋白质。蛋白质由氨基酸按一定顺序组成的长链,弯曲折叠成特异的空间结构,从而发挥生物学效应。酶是蛋白质就意味着酶在具有催化作用的同时,也具有蛋白质的通性。绝大多数酶不耐强酸、强碱、高盐和高温,因为这些恶劣条件会破坏酶的蛋白质结构,使其丧失催化作用。所以绝大多数酶都在低温、中性的温和条件下发挥作用。

酶的数量众多

酶不是一种物质,而是一大类物质的统称。通俗的讲,酶不是一个东西,而是一群东西。就好比手机不是只有一个型号,汽车也不是只有一个品牌。

至今人类已经发现了上万种酶。可以按来源划分,如:噬菌体DNA连接酶、人腺苷脱氨酶;也可以按催化的底物命名,如淀粉酶、蛋白酶;还可以按催化性能来分类,如:拓扑异构酶、谷(氨酸)丙(氨酸)转氨酶……数量如此众多,分类如此复杂的酶让科学家们都头疼,难以将其尽数认识理清。为此,国际酶学会议甚至于年制定了“国际系统命名法原则”,专门用来给酶起名字。

不仅人类发现的酶数量众多,就连一个生物体内的酶也数量众多种类丰富,其缤纷多彩远超你我想象。例如,人类有三百万余个基因,能编码十万+个多肽链,其中有上万种是酶,而人体中仅仅蛋白激酶这个大家族中的成员就有上千种之多,人类作为“万物灵长”,体内有数千种酶似乎不足为奇,但我要告诉你的是,小鼠体内酶的种类和人类相似也有上千种,就连小至几微米的大肠杆菌体内也有上百种酶。

可见,酶的世界绚丽多彩,酶的种类浩如烟海,酶的作用千奇百怪。酶是一门高深的学科,还有成千上万种酶等着人类探索和利用,酶又是一个复杂的学科,即使分离提出来这成千上万种酶的一种,并研究其结构和机理,也需要耗费巨大的人力物力,需要应用复杂先进的技术。

所以我们要全面系统的认识了解酶,不要以为酶/酵素就是商家口中的那几种美容保健的产品。

酶具有重要的生理作用

酶不仅种类丰富,而且具有极其重要的生理作用。生物体里的几乎所有生物化学反应都需要不同的酶的参与。如果没有这些酶的催化作用,生物体的化学反应将全部停止,所有生物都将无法生存。生命离不开酶,酶对一切事物都至关重要。

就拿我们人类来说,我们的食物消化工作需要唾液淀粉酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、脂肪酶等的帮助,这些酶把我们吃下的食物中的大分子营养物质分解成易于吸收的小分子单体,供人体吸收利用;人体的能量代谢离不开酶,我们需要已糖激酶、磷酸果糖变构酶、丙酮酸脱氢酶、乌头酸梅、琥珀酸脱氢酶等一系列数十种酶来分解葡萄糖这种简单的营养物,来为人体提供能量;人体的肌肉收缩有酶的参与,肌球蛋白——一种ATP酶,负责把ATP中的能量转换成肌肉收缩的动力;人体细胞的分裂分化离不开酶,我们细胞的DNA在DNA聚合酶的作用下复制并一分为二,由此保证每个细胞都有一份完整而准确的遗传物质。如果DNA复制出错就有可能造成癌症。由此可见人体离不开酶,我们生命中的每时每刻,我们所做的每一个动作,我们的每一个想法,其背后都有成千上万种酶为我们辛勤劳作,支撑着我们庞大复杂的身体。而以上提到的酶还只是人体中酶的极少一部分,还有起调控作用的蛋白激酶和蛋白磷酸酶家族,分解毒素的细胞色素P氧化酶家族,使技术发挥作用的腺苷环化酶等等更多的酶是我们没有提到的。

酶具有重要的生理作用,这意味着如果真的缺乏某种酶,哪怕只是成千上万种酶中的一种,也会造成严重的后果。比如说有一种叫做“苯丙酮尿症”的疾病,该病患者体内缺乏一种叫做“苯丙氨酸羟化酶”的东西,无法分解苯丙氨酸,造成代谢紊乱,患者很难活到成年。

酶具有重要的生理作用,这在另一方面意味着,除了少数基因缺陷的患者外,很少有人会缺乏某种酶。酶是蛋白质,而人体具有合成自身所需蛋白质的能力,所以酶不像维生素和矿物质不能自身合成需要通过食物获取,而又因为酶实在太重要了,所以人体不合成什么也不会不和成酶,即使长期饥饿营养不良,人体消耗自身肌肉和血糖白蛋白,也不会亏欠了酶的合成。所以对于正常人来说,补充酶/酵素纯属多此一举。

酶的应用

说了这么多酶对身体的作用,那么酶还有其他方面的应用吗?

还真有。酶主要应用于工业领域。工业上有时利用酶的催化作用来促进化学反应的进行,在温和条件下生产重要的产品。比如说,酶最重要的应用是分解淀粉生产葡萄糖,过去用淀粉生产葡萄糖是在多度的高温下用盐酸分解淀粉,费时费力又产生污染。而现在用淀粉酶在常温下就能将淀粉分解成葡萄糖浆。葡萄糖浆可以用作食品或制药,还可以再进一步酶促反应变成果糖(更甜),用于食品工业。

除此之外,各种酶还广泛应用于食品、化工、制药等各个领域。比如离我很近的一家叫华北制药的药厂,使用酶促法生产阿莫西林,既提高了产量又减少了污染,可为一举两得。

人们对酶的误解

除了工业,酶早已深入到寻常百姓家,和我们的生活息息相关。比如说“加酶洗衣粉”,在洗衣粉中添加了酯酶、蛋白酶等酶,有分解污垢的作用。

然而让我百思不得其解的是有一些食品和保健品也宣称加酶,或者本身就是酶/酵素,且不说这些食品保健品是否真的含酶,就算它们真的含酶又怎么样?要知道食品最终是要吃进肚里的,可前文已述,酶是蛋白质,不耐酸碱盐。试问,把酶吃进胃里,有哪些酶能耐受胃酸的强酸性环境呢?在胃酸中,除了胃蛋白酶等极少数蛋白质粉,绝大多数酶都将变性失活,完全丧失催化作用。就算有少数酶侥幸逃过了胃酸这一劫,它也会在小肠中被分解成单个儿的氨基酸,失去一切生理活性,和其他来源的氨基酸一起被回收再利用,和肉蛋奶中的蛋白质一个下场。要知道,酶作为一种蛋白质要发挥生理作用依赖于完整的结构,而酶在人体消化系统中被分解成氨基酸则完全失去了其结构和功能。这个过程就好比把墙拆成砖块,把机器拆成零件。总结起来,把酶吃进肚里,酶就彻底“死了”,完全不能发挥它的任何生理作用,而它被分解成的那点氨基酸的营养作用也是聊胜于无。

对于现在流行的吃酶/酵母的行为,说它大材小用不太贴切。说它多此一举又过于笼统。举个不太恰当的例子,“酶有重要的生理作用,所以我们吃点酶吧!”这就好比说“劳斯莱斯是辆好车,所以我们把它拆了炼铁吧!”这种行为用“暴殄天物”这个词来形容比较合适。本来酶有催化作用,有生理活性,你非把人家吃了,消化分解成碎片,不让人家发挥生理作用,这不是暴殄天物是什么?

所以说,所有宣传含有酶/酵母的食品、保健品都是商家炒作的噱头,不含酶也罢,就是含酶,简单地吃下去也不会起到任何养生保健的作用。

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