酶代谢酒精(酒精代谢过程中主要的催化酶)_美酒网
乙醇(英语:ethanol),是醇类的一种,是酒的主要成分,所以也俗称酒精、火酒,呈中性。乙醇易燃,是常用的燃料、溶剂和消毒剂,也用于有机合成。工业酒精含有少量有毒性的甲醇。医用酒精主要指体积浓度为75%左右(或质量浓度为70%)的乙醇,也包括医学上使用广泛的其他浓度酒精。
化学反应
乙醇是一种一级醇,连接羟基的碳原子连接二个氢原子。许多乙醇的反应都和羟基有关。
酯化反应
与乙酸反应
乙醇可以与乙酸在浓硫酸的催化下发生酯化作用,产成乙酸乙酯和水。
CH3CH2OH + CH3COOH → CH3COOCH2CH3 + H2O
其它酯化反应
乙醇可以在有酸的催化下和其它羧酸发生酯化作用,生成相应的酯类和水。
RCOOH + HOCH2CH3 → RCOOCH2CH3 + H2O
若是在化工产业中大规模的进行此反应,需设法生成物中移除水。酯类和酸或碱反应会产生醇类和盐,肥皂制作也是利用此反应的原理,因此称为皂化反应。
乙醇也会和无机酸形成酯类,像硫酸二乙酯和磷酸三乙酯是将乙醇和三氧化硫及五氧化二磷反应而得。硫酸二乙酯是有机合成中常用的乙基化试剂。硝酸乙酯是将硝酸钠和乙醇和硫酸反应而得,以前常当作利尿剂。
还原性
乙醇具有还原性,可以被氧化成为乙醛[18],例如
2CH3CH2OH + O2 → 2CH3CHO + 2H2O(条件是在催化剂的作用下加热)
动物体内反应
在哺乳动物中,乙醇主要在肝脏和胃中由醇脱氢酶催化下进行代谢。这些酶催化乙醇氧化成乙醛。造成酒精中毒和肝脏损伤的罪魁祸首通常被认为是有一定毒性的乙醛,而并非喝下去的乙醇。乙醇通过各种代谢途径代谢成二氧化碳和水后排出体外。
CH3CH2OH + NAD+ → CH3CHO + NADH + H+
当人类体内存在大量乙醇时,上述代谢过程还受到细胞色素P450酶CYP2E1的催化,而微量的乙醇也会在过氧化氢酶的催化下代谢。
燃烧
乙醇可以与空气中氧气发生剧烈的氧化反应产生燃烧现象,生成水和二氧化碳。
CH3CH2OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O
乙醇也可与浓硫酸跟高锰酸钾的混合物发生非常激烈的氧化反应,燃烧起来。
燃烧乙醇
卤化反应
乙醇(C2H5OH)可以和卤化氢发生取代反应,生成卤代烃和水(H2O)。例如:
CH3CH2OH + HBr → CH3CH2Br + H-OH
乙醇的卤代反应也可以和更强的卤化剂反应,比如氯化亚砜或三溴化磷.
CH3CH2OH + SOCl2 → CH3CH2Cl + SO2 + HCl
乙醇在碱性条件下与卤素反应,最终产物会是卤仿 (CHX3,X = Cl, Br, I),这一过程称为卤仿反应。
其反应中间产物是三氯乙醛:
4 Cl2 + CH3CH2OH → CCl3CHO + 5 HCl
脱水反应
乙醇可以在浓硫酸和高温的催化发生脱水反应,随着温度的不同生成物也不同。
如果温度在140℃左右生成物是乙醚:
CH3CH2-OH + HO-CH2CH3 → CH3CH2OCH2CH3 + H2O
如果温度在170℃左右,生成物为乙烯:
CH2HCH2OH →CH2=CH2 + H2O
酸碱反应
与活泼金属反应: 乙醇可以和活泼性金属反应,生成醇盐和氢气。例如与钠的反应:
2CH3CH2OH + 2Na → 2CH3CH2ONa + H2
也可以和一些非常强的碱,比如氢化钠反应:
CH3CH2OH + NaH → CH3CH2ONa + H2
乙醇的酸性和水接近,两者的pKa分别为16和15.7,因此醇盐和碱存在如下化学平衡:
CH3CH2OH + NaOH ⇌ CH3CH2ONa + H2O
2. 酒精代谢过程中主要的催化酶有主要存在于肝细胞内质网中,是一个酶系统。 肝微粒体酶又称肝药酶,该系统中的主要的酶为细胞色素P-450,此酶参与生物体内原性和外源性物质的生物转化,在人类肝中与药物代谢有关的p-450主要是CYP1A2、CYP2A6、CYP2B6、CYP2C8、CYP2C9、CYP2C19、CYP2D6、CYP2E1、CYP3A4和CYP3A5 肝脏微粒体的细胞色素P-450酶系是促进药物生物转化的主要酶系统,故又简称肝药酶。 肝药酶可催化数百种药物的氧化过程,又名单加氧酶。 微粒体内还存在水解酶及葡萄糖醛酸转移酶。 该酶系统活性有限,在药物间容易发生竞争性抑制。它又不稳定,个体差异大,且易受药物的诱导或抑制。 肝药酶诱导剂:苯妥英钠、苯巴比妥、利福平等能促进光面肌浆网增生,使肝药酶活性增加,加速药物代谢,药物效应减弱,这是其自身耐受性及与其他药物交叉耐受性的原因。 肝药酶抑制剂:异烟肼、氯霉素、西米替丁等抑制肝药酶活性,可使其他药物效应增强。
3. 酒精代谢过程中主要的催化酶是两种酶的结构不一样,作用底物也不同。
乙醛脱氢酶是催化乙醛脱氢的,对乙醛起作用。
乙醇脱氢醛是催化乙醇脱氢的,对乙醇起作用。
酒精在人体内的分解代谢主要靠两种酶:一种是乙醇脱氢酶,另一种 是乙醛脱氢酶。乙醇脱氢酶能把酒精分子中的两个氢原子脱掉,使乙 醇分解变成乙醛。而乙醛脱氢酶则能把乙醛中的两个氢原子脱掉,分 解为二氧化碳和水。
4. 酒精消化过程 酶目前已知与酿酒有关的酶系,可分为两大类:一类为分解酶类,即分解原科的淀粉酶类,纤维素酶,蛋白质分解酶等;另一类为酒精发酵及其它微量成份发酵的酶系列,如磷酸化酶、脱氢酶、脱羧酶,氨基转换酶、酯酶等。各类物质的生成都遵循着一定的代谢途径,是一个比较复杂的生物化学过程。
5. 酒精在人体内分解代谢主要依靠的酶有哪几种酒精在人体内的分解代谢主要靠两种酶:一种是乙醇脱氢酶,另一种是乙醛脱氢酶。乙醇脱氢酶能把酒精分子中的两个氢原子脱掉,使乙醇分解变成乙醛。而乙醛脱氢酶则能把乙醛中的两个氢原子脱掉,使乙醛被分解为二氧化碳和水。
人体内若是具备这两种酶,就能较快地分解酒精,中枢神经就较少受到酒精的作用,因而即使喝了一定量的酒后,也行若无事;若这两种酶含量降低,需要饮用解酒护肝饮料使之增多这种酶。在一般人体中,都存在乙醇脱氢酶,而且数量基本是相等的。但缺少乙醛脱氢酶的人就比较多。这种乙醛脱氢酶的缺少,使酒精不能被完全分解为水和二氧化碳,而是以乙醛继续留在体内,使人喝酒后产生恶心欲吐、昏迷不适等醉酒症状。
因此,上面所说的不善饮酒、酒量在合理标准以下的人,即属于乙醛脱(科比什么时候离去的?2020年1月26日4点,球星科比在加州坠机***,享年41岁,13岁的女儿也在这场事故中遇难。科比常年居住洛杉矶,有乘飞机参加活动和比赛的习惯,无奈当日机上5名成全全部确认死亡,一代球星就此陨落。)氢酶数量不足或完全缺乏的人。对于善饮酒的人,如果饮酒过多、过快,超过了两种酶的分解能力,也会发生醉酒。解酒饮料添加玉米肽,它通过提高血液中丙氨酸和亮氨酸的浓度,能够产生稳定的分解乙醇的辅脱氢酶,增强肝脏乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶的活性,促进体内乙醇的分解和代谢,从而降低血液中乙醇的浓度,达到降低醉酒程度和醒酒的作用。
现实中,人的酒量通过锻炼可获得一定提高,但提高一般不会很大,因为人的酶系统是有遗传因素的,上述两种酶的数量,比例成定局,因此,“酒量”也会遗传。不同的人种酒量是有差异的,近年来,美国科学家进行一系列研究后证实酗酒也和遗传因有关,在美国不少婴儿生下来便是“酒鬼”,而这些“小酒鬼”的父母无一例外都是酗酒者,美国德克萨斯州立大学的研究者还发现,酗酒者的大脑中无一例外都缺乏一种叫内菲酞的物质,而喝酒能弥补此物质的不足,因此酗酒者见酒后常难以自己,他们的血液中的白血球与化学酵发生反应的程度要比正常人强烈得多。
6. 酒精代谢过程中主要的催化酶是什么烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(简称:辅酶Ⅱ,英语:Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate,NADP,曾被称为三磷酸吡啶核苷酸,Triphosphopyridine nucleotide,缩写为TPN)是一种极为重要的核苷酸类辅酶,它是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)中与腺嘌呤相连的核糖环系2'-位的磷酸化衍生物,参与多种合成代谢反应,如脂类、脂肪酸和核苷酸的合成。这些反应中需要NADPH作为还原剂、氢负供体,NADPH是NADP的还原形式。
植物叶绿体中,光合作用光反应电子链的最后一步以NADP为原料,经铁氧还蛋白-NADP还原酶的催化而产生NADPH。产生的NADPH接下来在碳反应(暗反应)中被用于二氧化碳的同化。
对于动物来说,磷酸戊糖途径的氧化相是细胞中NADPH的主要来源,由它可以产生60%的所需NADPH。 呼吸作用,是生物体细胞把有机物氧化分解并产生能量的化学过程,又称为细胞呼吸(Cellular respiration)。无论是否自养,细胞内完成生命活动所需的能量,都是来自呼吸作用。真核细胞中,线粒体是与呼吸作用最有关联的胞器,呼吸作用的几个关键性步骤都在其中进行。
呼吸作用是一种酶促氧化反应。虽名为氧化反应,不论有否氧气参与,都可称作呼吸作用(这是因为在化学上,有电子转移的反应过程,皆可称为氧化)。有氧气参与时的呼吸作用,称之为有氧呼吸;没氧气参与的反应,则称为无氧呼吸。同样多的有机化合物,进行无氧呼吸时,其产生的能量,比进行有氧呼吸时要少。有氧呼吸与无氧呼吸是细胞内不同的反应,与生物体没直接关系。即使是呼吸氧气的生物,其细胞内,也可以进行无氧呼吸。而有氧呼吸型生物与无氧呼吸型生物的分别在于有氧呼吸型生物不能依靠无氧呼吸维生。
呼吸作用的目的,是透过释放食物里之能量,以制造三磷酸腺苷(ATP),即细胞最主要的直接能量供应者。呼吸作用的过程,可以比拟为氢与氧的燃烧,但两者间最大分别是:呼吸作用透过一连串的反应步骤,一步步使食物中的能量放出,而非像燃烧般的一次性释放。在呼吸作用中,三大营养物质:碳水化合物、蛋白质和脂质的基本组成单位──葡萄糖、氨基酸和脂肪酸,被分解成更小的分子,透过数个步骤,将能量转移到还原性氢(化合价为+1的氢)中。最后经过一连串的电子传递链,氢被氧化生成水;原本贮存在其中的能量,则转移到ATP分子上,供生命活动使用。
7. 代谢酒精的关键酶是乙醇脱氢酶更重要
乙醛脱氢酶负责把酒精,就是乙醇转化为乙醛,而乙醛在乙醛脱氢酶的作用下分解为乙酸。乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶具体的功效是分解酒精
两种酶的作用底物不同。乙醛脱氢酶是催化乙醛脱氢的,对乙醛起作用。乙醇脱氢醛是催化乙醇脱氢的,对乙醇起作用。
乙醇脱氢酶,大量存在于人和动物肝脏、植物及微生物细胞之中作为生物体内主要短链醇代谢的关键酶,它在很多生理过程中起着重要作用。是一种含锌金属酶,具有广泛的底物特异性。
8. 人体与酒精代谢相关的酶乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶是人体内的两大脱氢酶类。这两种物质主要的作用是用于酒精的代谢。乙醇脱氢酶可以将患者摄入的酒精转化成乙醛,乙醛在乙醛脱氢酶的作用下,转化成乙酸,进而最终代谢出体外。
对于酒量大的人群,一般是这两种酶的分泌量大,可以快速的完成酒精的代谢。而容易醉酒的人群,一般是这两种物质比较缺乏,不适宜饮酒。
9. 酒精在肝脏代谢过程主要需要哪些酶酒精进入人体后在人体内的分解代谢主要依靠乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶。乙醇脱氢酶能把酒精中乙醇分解变成乙醛。而乙醛脱氢酶则能把乙醛分解为二氧化碳和水。人体这两种酶含量足代谢能力正常则酒精代谢快。酒精进入人体后随血液在全身流动,代谢主要依靠肝脏代谢,在周围组织内进一步氧化为二氧化碳和水,其余者在肝内进入糖和(或)脂肪池,或进入三羧酸循环而氧化分解。少量经肾脏尿液排出及呼吸道呼出以及皮肤排出。
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