1、    激素與酶的異同分析    周玟秋摘要：激素酶平行性激素和酶都是生命活動(dòng)不可缺少的重要化學(xué)物質(zhì)，它們?cè)诠δ苌霞缺憩F(xiàn)為相對(duì)獨(dú)立，又同時(shí)也存在著某些相似的特點(diǎn)。本文通過(guò)對(duì)激素和酶生理作用的比較，闡述了二者在功能上的異同。關(guān)鍵詞：激素；酶；異同一、合作激素對(duì)于某項(xiàng)生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)，往往不是由一種可以完成的，是由多種激素相互協(xié)調(diào)、相互作用共同完成的。所謂協(xié)同作用，是指不同激素對(duì)同一生理效應(yīng)都發(fā)揮作用，從而達(dá)到增強(qiáng)效果的作用。在人和動(dòng)物體內(nèi)，較典型的是生長(zhǎng)激素和甲狀腺激素對(duì)生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)作用。生長(zhǎng)激素主要是通過(guò)促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成和骨的生長(zhǎng)而達(dá)到促進(jìn)生長(zhǎng)的作用；甲

2、狀腺激素則對(duì)機(jī)體的生長(zhǎng)發(fā)育、尤其是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育和功能具有重要的促進(jìn)作用。例如，人在幼年時(shí)期，生長(zhǎng)激素分泌不足，就會(huì)引起“侏儒癥；但如果生長(zhǎng)激素分泌正常，甲狀腺激素分泌不足，則會(huì)引起“呆小癥”。只有當(dāng)生長(zhǎng)激素和甲狀腺激素協(xié)同作用時(shí)，才能保證機(jī)體正常的生長(zhǎng)和發(fā)育。還有，腎上腺皮質(zhì)激素和胰高血糖素均可使血糖升高，當(dāng)兩者同時(shí)存在時(shí)，升糖效應(yīng)增強(qiáng)，表現(xiàn)出明顯的協(xié)同作用。有些酶的作用也需要通過(guò)相互配合才能使生命活動(dòng)得以順利進(jìn)行，如在微生物代謝中，酶合成的調(diào)節(jié)與酶活力的調(diào)節(jié)就是明顯一例。微生物細(xì)胞內(nèi)的酶可以分為組成酶和誘導(dǎo)酶兩類(lèi)。組成酶是微生物細(xì)胞內(nèi)一直存在的酶，其合成受遺傳物質(zhì)的控制，誘導(dǎo)酶是在環(huán)境

3、中存在某種物質(zhì)的情況下才能合成的酶。在培養(yǎng)大腸桿菌時(shí)，通常用葡萄糖和乳糖作碳源，剛開(kāi)始時(shí)，大腸桿菌只能利用葡萄糖不能利用乳糖，當(dāng)葡萄糖被耗盡后大腸桿菌才開(kāi)始利用乳糖。這說(shuō)明，大腸桿菌分解葡萄糖的酶是組成酶，分解乳糖的酶是在乳糖的誘導(dǎo)下合成的誘導(dǎo)酶。微生物還能通過(guò)改變已有酶的催化活力來(lái)調(diào)節(jié)代謝速率，這是酶活力的調(diào)節(jié)問(wèn)題。例如，谷氨酸棒狀桿菌能夠利用葡萄糖，經(jīng)過(guò)復(fù)雜的代謝過(guò)程形成了谷氨酸；但當(dāng)終產(chǎn)物谷氨酸合成過(guò)量時(shí)，就會(huì)抑制谷氨酸脫氫酶的活性，從而導(dǎo)致合成途徑中斷。當(dāng)谷氨酸因大量消耗濃度下降時(shí)，抑制作用就會(huì)被解除，合成反應(yīng)又會(huì)重新啟動(dòng)。酶活力調(diào)節(jié)的機(jī)制主要是反饋抑制。反饋抑制的酶是變構(gòu)酶，它有兩個(gè)

4、重要的結(jié)合部位：一個(gè)是與底物結(jié)合的活力部位或催化中心；另一個(gè)是與氨基酸或核苷酸等小分子效應(yīng)物結(jié)合并變構(gòu)的變構(gòu)部位或調(diào)節(jié)中心。當(dāng)變構(gòu)部位上有效應(yīng)物結(jié)合時(shí)，酶分子構(gòu)象發(fā)生改變，致使底物不再能結(jié)合在活力部位上而失活。只有當(dāng)氨基酸或核苷酸等濃度下降時(shí)，平衡有利于效應(yīng)物從變構(gòu)部位上解離，而使酶的活力部位又回復(fù)到它催化的構(gòu)象時(shí)，反饋抑制被解除，使得酶活力恢復(fù)，終產(chǎn)物重新合成。酶合成的調(diào)節(jié)保證了代謝的需要，又避免了細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)和能量的浪費(fèi)，增強(qiáng)了微生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)力。酶活力的調(diào)節(jié)是一種快速、精細(xì)的調(diào)節(jié)方式。兩種調(diào)節(jié)方式同時(shí)存在，密切配合、協(xié)調(diào)起作用，表現(xiàn)出酶的合作關(guān)系。二、拮抗人和動(dòng)物體內(nèi)激素的作用既有合作也

5、有拮抗，拮抗作用是指不同激素同某一生理效應(yīng)發(fā)揮相反的作用。較典型的實(shí)例是胰島素和胰高血糖素對(duì)血糖含量的調(diào)節(jié)。胰高血糖素是由胰島的a細(xì)胞分泌的，其主要作用是促進(jìn)糖原分解和非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖，從而使血糖的濃度升高。而胰島素是由胰島的b細(xì)胞分泌，其主要作用是加速血糖的氧化分解，促進(jìn)血糖的異生作用，最終降低了血糖的濃度。這兩種激素拮抗作用的結(jié)果是促進(jìn)血糖合成為糖原，并抑制非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖，使血糖的含量降低。當(dāng)血糖含量較低時(shí)，胰島素分泌減少，胰高血糖素分泌增加，結(jié)果是促進(jìn)糖原分解為葡萄糖，并促使非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖，使血糖含量升高。由此可見(jiàn)，胰島素的降血糖作用與胰高血糖素的升血糖作用相互拮抗，共同

6、實(shí)現(xiàn)對(duì)糖代謝的調(diào)節(jié)，使血糖含量維持在相對(duì)穩(wěn)定的水平上。在酶催化作用中也存在相反作用的酶。例如，在dna分子復(fù)制過(guò)程中，就需要dna解旋酶和多種dna聚合酶。根據(jù)同位素示蹤實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，新合成的雙鏈dna分子中，有一條鏈?zhǔn)莵?lái)自親代的dna，另一條鏈?zhǔn)切潞铣傻摹na分子在復(fù)制時(shí)，首先在解旋酶的作用下，使得兩條扭在一起的雙螺旋鏈解開(kāi)，然后，以解開(kāi)的每一段母鏈為為模板，在一系列dna聚合酶的作用下，利用細(xì)胞中細(xì)胞中游離的4種脫氧核苷酸為原料，按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，各自合成與母鏈互補(bǔ)的子鏈。隨著模板鏈解旋過(guò)程的進(jìn)行，新合成的子鏈也在不斷延伸。同時(shí)，兩條新鏈與其對(duì)應(yīng)的模板鏈盤(pán)繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)。在上述的dna

7、分子復(fù)制過(guò)程中，至少涉及到兩種酶，即dna解旋酶和dna聚合酶。前者酶的功能在于分解，后者酶的功能是合成，通過(guò)這兩種酶的拮抗作用，來(lái)實(shí)現(xiàn)dna分子的自我復(fù)制。三、反饋在人和動(dòng)物體內(nèi)，激素通過(guò)反饋調(diào)節(jié)，使得血液中某激素的含量保持在一定的水平。較典型的實(shí)例是下丘腦垂體靶腺軸，也稱(chēng)軸系反饋性調(diào)節(jié)。下面以軸系反饋性調(diào)節(jié)中的下丘腦垂體甲狀腺為例，來(lái)具體說(shuō)明。下丘腦垂體甲狀腺這個(gè)軸心，受高級(jí)神經(jīng)中樞如海馬、大腦皮層等部位的控制。在這個(gè)反饋系統(tǒng)中，高部位的分泌細(xì)胞對(duì)低部位的分泌細(xì)胞具有促進(jìn)作用，低部位的分泌細(xì)胞分泌的激素對(duì)高部位分泌細(xì)胞的分泌活動(dòng)有反饋性調(diào)節(jié)作用。而且多為抑制性效應(yīng)，結(jié)果形成閉合的調(diào)節(jié)環(huán)路。

8、甲狀腺激素在血液里的含量是相對(duì)穩(wěn)定的，分泌過(guò)多或過(guò)少，都會(huì)對(duì)機(jī)體造成傷害。當(dāng)人體處在寒冷條件下，在大腦皮層相應(yīng)部位的影響下，下丘腦中的一些細(xì)胞就能合成并分泌甲狀腺激素釋放激素，進(jìn)而刺激垂體合成并分泌促甲狀腺激素。促甲狀腺激素又刺激甲狀腺合成并分泌甲狀腺激素，從而促進(jìn)代謝以使機(jī)體抵御寒冷。當(dāng)血液中的甲狀腺激素的含量增加到一定程度時(shí)，就會(huì)抑制下丘腦和垂體的活動(dòng)，使促甲狀腺激素釋放激素和促甲狀腺激素的合成和分泌減少，從而使血液中的甲狀腺激素不致過(guò)多。當(dāng)血液中的甲狀腺激素的含量降低時(shí)，對(duì)下丘腦和垂體的抑制作用就會(huì)減弱，使促甲狀腺激素釋放激素和促甲狀腺激素的合成和分泌增加，從而使血液中甲狀腺激素不致過(guò)少。酶也可以通過(guò)反饋抑制來(lái)調(diào)節(jié)生物化學(xué)反應(yīng)的速率，此話題在“合作”中酶活力的調(diào)節(jié)一節(jié)中（谷氨酸對(duì)谷氨酸脫氫酶活性的抑制作用）有闡述，不再贅述。參考文獻(xiàn)1 楊秀平，肖向紅.動(dòng)物生理學(xué)