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锌与酶（第1页）

锌与酶

人体内的锌，主要分布在细胞内，大部分集中在肌肉和骨骼中，其中肌肉中的锌约占总量的62．2％，骨骼中的锌约占总量的28．5％。含锌浓度最高的器官是眼睛，其次是精液。在血液中的锌，各种组成成分不一样。其中红血球中的锌浓度是血浆中的10倍，而白血球中的锌浓度是红血球的25倍。

由于所有的微量元素在体内均不能合成，所以都得从外界获得。锌也是一样，通过食物链进入人体内。

进入体内的锌由血液运送到各组织器官而被利用，主要是参与各种含锌酶的体内合成。锌是这些含锌酶发挥生物功能的必需元素。

锌离子在酶中可结合活性部位。酶的活性部位或者称活性中心是指酶分子中直接和低物（即酶催化的反应中的反应物）结合，并且和酶催化作用直接有关。

锌离子还可以与酶中的其他部位结合，例如稳定酶分子结构的部位。对酶的作用来说，它的“一举一动”都不能没有锌。

一些其他微量元素，如镉、镍、锰、铁和汞可取代其中的锌，取代后的酶有时仍有催化作用。到20世纪80年代初，人们已知含锌金属酶已超过200种。由于锌不能氧化或还原，因此非常稳定，所以得以在许多生物学过程中被利用。

有许多酶含有锌，但是并不是锌都在酶的活性部位起中心作用。其作用包括4个方面。

1．催化作用。

2．稳定酶分子结构的作用。

3．调节作用。锌在酶中可以激活或者抑制酶的作用。这种情况下，失去起调节作用的锌酶仍然有活性。

4．非催化作用。即有些金属酶中的锌既不直接参与催化作用，也不起稳定酶分子结构的作用，而是其他的作用。

在所有锌酶中，最重要的是碳酸酐酶。

这个酶有着耐人寻味的生物化学性质。其化学性质是研究锌酶的范例。

1933年，有人从血液中分离出一种能可逆催化二氧化碳水合作用的酶，当时把它称之为碳酸酐酶。但是，这只是碳酸酐酶的发现。人们真正认识、了解碳酸酐酶是一个含锌的酶则是1940年由凯里恩和马思发现的。

他们从哺乳动物的红细胞中提取了纯的碳酸酐酶，并证实了该酶是含有一个锌离子的金属酶。同时测出其中含0，33％的锌。锌在酶中是维持碳酸酐酶活性所必需的。

在红细胞里，有相当多的碳酶酐酶，它能加速下面的反应：

C02+H2O=HC03+H+

这种催化剂并不是单方面加快其一方向反应的反应速度，而是同时加快正、逆两个方向的反应。

由此可见，碳酶酐酶不但加快二氧化碳和水结合的反应（正向反应），也能加快碳酸氮根离子的分解反应（逆向反应）。人的身体好比一个终日不熄的火炉，燃料是含碳、氢、氧、氮等元素的食物，产物是二氧化碳和水。二氧化碳可以穿过组织的间隙，钴进毛细血管，溶解在血液中，血液里的二氧化碳就多了。按理说，血液的酸性应该增大，可是实际上没有什么改变，这是因为红细胞里存在着碳酸酐酶。当二氧化碳一进入红血球，碳酸酐酶就加快丁二氧化碳和水结合的反应，使酸度基本不变。

人体从食物中获得了蛋白质，还必须把蛋白质分解为氨基酸，然后再用这些氨基酸合成人体所需的蛋白质。蛋白质的分解要靠水解反应，还要有羧基肽酶，而羧基肽酶要靠锌离子才能起作用。