醛脱氢酶

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摘要:

醛脱氢酶,是一类以多种醛类为底物的酶类,根据酶学性质、亚细胞定位和组织特异性已经对醛脱氢酶进行了分类,近年来很多研究发现某些醛脱氢酶除了具有催化作用之外,还具有很多其它重要的生理功能。美国《国家科学院院刊》的一项研究表明酒量大小及有无酒瘾,绝非后天锻炼养成的,而是由“饮酒基因”所决定,这种基因能影响人对酒精的反应度,从而决定这个人是否是酒鬼。

饮酒之后乙醇脱氢酶的作用转化成乙醛

  

[1]概述

醛脱氢酶是一类以多种醛类为底物的酶类,醛脱氢酶除了具有催化作用之外还具有很多其它重要的生理功能,西班牙马德里大学的科学家指出,如果排除遗传因素怀孕期间喝酒是造成胎儿智力不健全的主要原因,其实喝酒对人体的危害多多,不仅是对胎儿智力,对人体的肝脏肾脏、胃、前列腺神经系统心血管等都有损害。特别是喝酒上脸的人,就对他的损害更大,而且上不上脸,竟然还可以遗传。如果父母都是醛脱氢酶基因型纯合子,他们就会将善饮的基因遗传给子女。  

分离测定

分离出菠菜甜菜碱醛脱氢酶基因(SoBADH)构建成由CaMV35S驱动的双元植物表达载体pBSB,农杆菌菌株LBA4404携带该载体转化棉花,获得转基因棉花植株。65株转基因植株经过PCR筛选、Southernblotting分析证明有45株为成功的转化株,外源基因已经被整合到棉花的染色体组中,并以单拷贝插入居多。对部分株系的SoBADH基因的表达进行分析表明均有较高的mRNA和蛋白的表达。经测定这些株系中的甜菜碱脱氢酶活性显著提高,达到0.66~1.70nmol/min/mg水平。同时这些转基因株系在盐胁迫下比对照长势强,株高和地上部分的鲜重显著高于非转基因对照;在低温胁迫下,这些转基因株系表现出显著的抗冻性能,结果表明菠菜甜菜碱醛脱氢酶能够在异源植物棉花中过量表达,并具有较高的酶活性,转基因棉花可作为抗逆育种的种质材料。  

物化性质

一种纯化的醛脱氢酶,它具有下述的物理化学性质:

1、分子量为100000±10000Da(由2个同源亚基组成)或分子量为150000±15000Da(由3个同源亚基组成),其中每一个亚基的分子量为55000±2000Da; 

2、底物特异性:对醛类化合物有活性, 

3、辅因子:吡咯并喹啉醌(PQQ), 

4、最适pH从约6.5至约8.0(对于从L-山梨糖醛酮生产维生素C)或最适pH约9.0(对于从L-山梨糖醛酮生产2-酮-L-古洛糖酸), 

5、抑制剂:Co↑[2+],Cu↑[2+],Fe↑[3+],Ni↑[2+],Zn↑[2+]和一碘乙酸盐。  

决定因素

染色体上控制着醛脱氢酶多寡、活性的基因,一个来自父亲,一个来自母亲。它们可以有三种组合,分别是正常的纯合子、无活性型纯合子和两者的杂合子。在东方人中,这三种基因型的比例分别是45∶10∶45。杂合子基因型的人体内醛脱氢酶活性低下,而无活性型纯合子基因型的人体内则是完全缺乏醛脱氢酶活性。中等量饮酒后(0.8g/Kg体重),无活性型纯合子和杂合子两者血液乙醛浓度均有明显升高,从而表现出面部潮红和心跳加快等症状,但正常纯合子升高不明显。少量饮酒时(0.1g/Kg体重),无活性型纯合子血中乙醛浓度就明显升高。

在遗传的过程中,父母会随机将两个基因中的其中一个传给子女。所以说,父母如果都是纯合子,子女自然也是纯合子了。从这个角度来说,善饮和不善饮,是可以遗传的。当然,喝酒也和体重相关,体重大,体液多,对酒精的稀释作用也较强,也就能多喝一点酒了。此外西方人纯合子的基因型比例较高,而且他们所生成的醛脱氢酶和东方人的有细微的差别,活性更强。故西方人比东方人更善饮。  

作用转化

生活中,不乏善饮的人,有的人拼得是身体,有的人自然凭借的是酶多。拼身体的自不必说了,受伤的最终是自己,但即使酶多,贪杯了,对健康也是有害。饮酒之后,乙醇首先乙醇脱氢酶的作用转化成乙醛。不过,当血乙醇浓度过高时,也启动另外一种代谢途径,即通过内质网中的微粒体乙醇氧化酶系统(MEOS)进行代谢,把乙醇氧化分解为乙醛。

但是,乙醇通过MEOS途径代谢,不仅不会产生能量,而且还要增加对氧的消耗,造成肝内能量衰竭肝细胞受损,甚至死亡。同时,过多的乙醇,对人体的其他脏器也会产生损害,比如胃出血前列腺炎胰腺炎甚至是脑细胞受损。而且遗传的代谢产物乙醛,不仅对肝脏有毒,对人体同样是有毒性的。因此,即使你的醛脱氢酶再多,其代谢成乙酸的速度再快,乙醛在体内总会有一个短暂的停留时间,天长日久,这种损害也不容忽视。