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酵素的抑制與激活

抑制和激活是兩個很重要的特性,一般激活比較好懂,但是抑制好像就比較難理解一些。這兩種特性對認識酵素有很重要的關係,因為不論是保健品或是藥,都會利用這兩者來改變人的體質。

這篇文章,將只談到“抑制”的觀念。因為,激活的觀念是較容易理解,也是一般大眾對酵素的認識。
其實,這篇文章應該是只要談“抑制”的觀念。因為,“激活”就是一般我們了解的概念,也比較好動。比如“酵素可以活化…”之類的內容,就是指酵素的激活作用。其中一個我們最常聽到的例子,如果沒有酵素的參與,那生命的現象會延緩很多,這個可以算是激活的概念。

關於抑制,在維基裡有:http://en.wikipedia.org/wiki/Enzyme_inhibitor
但是,我比較驚訝的是,中文維基裡的資料竟然幾乎是零??
http://tw.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=1005040301884找一個比較容易懂的解釋給大家參考。

“抑制”就是“不激活”

抑制與激活,兩者的作用方式是相反的。而科學家發現了酵素可以被抑制而不被激活時,便發明了許多東西,有好的、有不好的。例如殺草劑裡有很多就是抑制了植物的酵素,來達到除草的效果。

抑制又分競爭性、非競爭性、不競爭性,還有可逆、不可逆。關於其中的差別,並不需要了解的太詳細,只需要了解抑制的作用,就是使酵素不能活化。

抑制酵素活化的物質便稱為抑制劑

就如同特定酵素只會針對特定的物質反應一樣,特定的抑制劑會影響特定的酵素。例如有機磷農藥,會抑制人體神經作用裡一個叫“乙醯膽鹼脂酶”的活化,造成人體神經中毒。種子中的抑制酶(如蛋白酶抑制、澱粉抑制),會使種子保持在穩定的狀態,當種子潮溼時,抑制酶被破壞,蛋白酶、澱粉酶不再被抑制而活化,生命的現象便開始啟動。

應用

科學家發現了酵素的抑制,也相對發明了很多種東西,以藥物舉多。有興趣的朋友,可以看一下英文維基裡的Uses of inhibitors部分。裡面有一些有趣的例子,我來雞婆導讀一下。有時候看維基還真的是有一些意外的驚喜與收穫,原來…藍色小藥丸(威而鋼)也是一種抑制劑!!(請點入藍色小藥丸看中文維基內容)中文維基裡提到,它是抑劑人體一種叫“5型磷酸二酯酶”的活性。簡單說“5型磷酸二醴酶”這種酵素會促進肌肉收縮,而且在人體的生殖器官中表現最明顯,所以利用這種抑制劑,就可以讓人的肌肉不會產生收縮(Well…是男人大概都不會想在不該縮的時候縮吧?)。

 還有一個例子,就在英文維基裡談到藍色小藥丸的下一段提到的治療癌症藥物。借用維基的圖(見左圖),左邊是葉酸、右邊是抗癌藥methotrexate,這是他們的化學結構圖。有發現兩邊有什麼差異嗎?是不是長得幾乎一模一樣呢?

這也是我覺得抑制劑裡一個很有趣的地方,原然,酵素也會“認錯人”!!我們都知道,酵素有所謂的“專一性”,也就是只對一種物質作用。不過,當兩個物質的結構很類似時,酵素就很可能產生誤判,對錯誤的東西作用。所以,假如人體有一種代謝機制會讓人產生病狀,那就可以藉由抑制這個代謝中的酵素,讓這個代謝循環不會發生,那病狀也就不會發生了!其實,很多藥物是利用“欺騙”人體的方式,來達成效果。不過,時間久了人體也會自行修正,這正是為何藥物必須不停的更新、汰換的原因之一。

寫到這裡,頭腦有點昏昏的,不知道各位能不能看得懂?或者還是很模糊?
如果能夠了解抑制與激活的原理,那很多藥物、保健食品在做什麼,就能看得懂了。

在找相關資料的時候,看到這些研究澱粉酶的實驗:http://www.shute.kh.edu.tw/~natural/question/7.doc
有興趣的人,可以看一下他們是怎麼玩酵素的。

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