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糖苷酶的作用 | 糖苷酶的作用机制

1. 糖苷酶的作用机制

葡萄糖苷酶是糖苷水解酶大家族中的一大类酶,主要功能为水解葡萄糖苷键,释放出葡萄糖作为产物。

葡萄糖苷酶是生物体内糖代谢途径中的重要成员之一。β-葡萄糖苷酶可以参与纤维素的代谢以及多种生理生化途径,α-葡萄糖苷酶更是直接参与淀粉及糖原的代谢途径。这类酶的功能发生异常会导致出现代谢类的疾病,同时这类酶也是多种药物与抑制剂的作用靶点,用以调节人体内的糖化学代谢。

2. 糖苷酶的作用机制是什么

葡萄糖苷酶是糖苷水解酶中的一大类酶,因其可以通过水解葡萄糖苷键并释放出一分子葡萄糖而得名。

葡萄糖苷酶来源广泛,几乎所有以碳水化合物为能源的具有细胞结构的生物体内都有所存在。

根据具有糖类活性的酶数据库,依据蛋白质晶体结构的同源性与功能的相似性所进行的归类,可将现已发现的糖苷水解酶分为133个糖苷水解酶家族(GH1~GH133),其中,葡萄糖苷酶主要分布在GH1、GH3、GH4、GH5、GH9、GH13、GH17、GH30、GH31、GH63、GH97、GH116与GH122等糖苷水解酶家族中。

3. 糖苷酶的应用

酶仅能作用于一种物质,或一类分子结构相似的物质,促其进行一定的化学反应,产生一定的反应产物。高效性:催化效率高于无机催化剂,温和性:在最适的环境下(温度,PH等等)有最高的催化效率。

根据酶所催化的反应性质的不同,将酶分成六大类:

氧化还原酶类(oxidoreductase)促进底物进行氧化还原反应的酶类,是一类催化氧化还原反应的酶,可分为氧化酶和还原酶两类。

转移酶类(transferases)催化底物之间进行某些基团(如乙酰基、甲基、氨基、磷酸基等)的转移或交换的酶类。例如,甲基转移酶、氨基转移酶、乙酰转移酶、转硫酶、激酶和多聚酶等。

水解酶类(hydrolases )催化底物发生水解反应的酶类。例如,淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、磷酸酶、糖苷酶等。

裂合酶类(lyases)催化从底物(非水解)移去一个基团并留下双键的反应或其逆反应的酶类。例如,脱水酶、脱羧酶、碳酸酐酶、醛缩酶、柠檬酸合酶等。许多裂合酶催化逆反应,使两底物间形成新化学键并消除一个底物的双键。合酶便属于此类。

异构酶类(isomerases)催化各种同分异构体、几何异构体或光学异构体之间相互转化的酶类。例如,异构酶、表构酶、消旋酶等。

合成酶类(ligase)催化两分子底物合成为一分子化合物,同时偶联有ATP的磷酸键断裂释能的酶类。例如,谷氨酰胺合成酶、DNA连接酶、氨基酸:tRNA连接酶以及依赖生物素的羧化酶等。

按照国际生化协会公布的酶的统一分类原则,在上述六大类基础上,在每一大类酶中又根据底物中被作用的基团或键的特点,分为若干亚类;为了更精确地表明底物或反应物的性质,每一个亚类再分为几个组(亚亚类);每个组中直接包含若干个酶。

4. 糖苷酶抑制剂的特点

糖尿病是一种以胰岛素分泌缺陷和(或)胰岛素作用不足所致的以高血糖为特征的代谢紊乱综合征。糖尿病患者中以2型糖尿病居多,达90%以上。2型糖尿病是以血糖升高为主要特征的代谢综合征,由于其会引起诸多并发症,给人们的健康带来极大威胁。

阿卡波糖是α-糖苷酶抑制类口服降血糖药的代表药物之一,在肠道内竞争性抑制葡萄糖苷酶,具有降低饭后高血糖和血浆胰岛素浓度的作用,可配合饮食有效控制2型糖尿病。

阿卡波糖有哪些副作用?

1. 胃肠功能紊乱

胃肠功能紊乱是阿卡波糖的主要不良反应,临床表现为胃肠胀气、肠鸣音、顽固便秘、排气增多,偶见腹泻、腹胀,极少见腹痛,极个别患者可出现轻度肠梗阻或肠梗阻。这是由于阿卡波糖在小肠内分解及吸收缓慢,停留时间延长,经肠道细菌的酵解而产气增多的原因。

2. 对肝脏的影响

极个别患者服用阿卡波糖后出现肝炎合并肝损害。因此,应用阿卡波糖期间应定期检查患者的肝功能,前6~12个月注意氨基转移酶的变化。若出现急性药物性肝损伤,轻者在停药后或对症处理后可很快好转,严重者则需住院治疗。对于有明显临床表现和/或出现中毒症状的患者,宜严密监护病情的发展并可采取以下措施:停用和防止再使用引起肝损伤的药物,并应尽可能避免使用与致病药物在生化结构和药物作用属于同一类的药物;加强支持疗法以维持患者内环境稳定,维护重要器官功能,促进肝细胞再生;应用特殊解毒剂和防治肝损伤药物,如还原型谷胱甘肽、甘草酸铵、必需磷脂等。

3. 皮肤反应

少数患者可能出现如皮肤瘙痒、红斑、皮疹、荨麻疹等皮肤过敏反应。

4. 低血糖

阿卡波糖具有抗高血糖的作用,其本身不会引起低血糖,但如果与磺酰脲类药物、二甲双胍或胰岛素一起使用时,患者血糖会下降至低血糖的水平,故需减少磺酰脲类药物、二甲双胍或胰岛素的剂量。若发生急性的低血糖,应使用葡萄糖纠正低血糖反应,进食或口服糖水效果较差。因阿卡波糖为α-糖苷酶抑制剂,竞争性抑制麦芽糖酶、异麦芽糖酶及蔗糖酶,故患者若出现低血糖症状,不应给予蔗糖,而应给予葡萄糖进行处理。

5. 心律失常

心律失常是近年来发现的阿卡波糖引发的一 个罕见的不良反应。

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5. 糖苷酶抑制剂药理作用

葡萄糖苷酶:糖苷水解酶大家族中的一大类酶,主要功能为水解葡萄糖苷键,释放出葡萄糖作为产物,是生物体糖代谢途径中不可或缺的一类酶。

中文名:葡萄糖苷酶

外文名:Glucosidase

别名:葡糖苷酶,葡糖水解酶

类型:水解酶

编号:EC 3.2.1.20-EC 3.2.1.21

来源与分布:葡萄糖苷酶来源广泛,几乎所有以碳水化合物为能源的具有细胞结构的生物体内都有所存在。根据具有糖类活性的酶数据库(Carbohydrate-Active enZYmes Database,CAZy)依据蛋白质晶体结构的同源性与功能的相似性所进行的归类,可将现已发现的糖苷水解酶分为133个糖苷水解酶家族(GH1~GH133),其中,葡萄糖苷酶主要分布在GH1、GH3、GH4、GH5、GH9、GH13、GH17、GH30、GH31、GH63、GH97、GH116与GH122等糖苷水解酶家族中。

作用:葡萄糖苷酶是生物体内糖代谢途径中的重要成员之一。β-葡萄糖苷酶可以参与纤维素的代谢以及多种生理生化途径,α-葡萄糖苷酶更是直接参与淀粉及糖原的代谢途径。这类酶的功能发生异常会导致出现代谢类的疾病,同时这类酶也是多种药物与抑制剂的作用靶点,用以调节人体内的糖化学代谢。