酶与营养素
出处：按学科分类—医药、卫生 中国科学技术出版社《食物营养分析实用手册》第9页（2977字）
酶是活细胞产生的生物催化剂，其特点是催化效率极高，具有高度的专一性，作用条件温和，但因为酶是蛋白质，所以很不稳定。
根据酶的组成可分为单纯蛋白酶类和结合蛋白酶类。单纯蛋白酶类其水解产物只含氨基酸，例如大多数水解酶类、胃蛋白酶、胰蛋白酶、脂肪酶等。结合蛋白酶类由蛋白质和非蛋白质部分组成。蛋白质部分称酶蛋白，非蛋白质部分为有机分子或金属离子。称辅酶或辅基。
近年来的实验证明，RNA分子也可以是酶，人们称之为核糖酶。
影响酶促反应速度的主要因素有：酶浓度、温度、pH底物浓度、激活剂和抑制剂等六个方面。
下面仅就营养素与酶的关系，加以阐述。
(一)营养素对酶的影响
1．营养素对酶蛋白的生物合成有重要影响：酶是蛋白质，酶本身也参加体内蛋白质代谢，每日必须有一定量的酶蛋白需要合成。合成的原料靠食物中蛋白质不断补充。各种食物蛋白质所含的必需氨基酸的种类与数量是不同的，酶蛋白的合成量，受食物蛋白的质和量的影响，当蛋白质或氨基酸营养不足或缺乏时，某些酶的合成要受到影响。例如蛋白质营养缺乏的大鼠肝脏过氧化氢酶，碱性磷酸酶，黄嘌呤氧化酶，精氨酸酶和组织蛋白酶活力下降，当改食高蛋白食物后，酶活力可恢复正常。
当供能不足或饥饿时，酶蛋白的合成也受到限制。如饥饿几天后，肝脏黄嘌呤氧化酶下降很多。
2．营养素与酶的辅因子关系密切：酶的辅因子有辅酶、辅基或某些金属离子在全酶中辅酶或辅基决定酶的催化作用。例如缺乏维生素B1、B2、泛酸可使羧化辅酶、黄素辅酶和辅酶A不能合成。从而使有关的酶活性受到抑制。缺乏锌可影响碳酸酐酶的活性，缺乏铁可使过氧化氢酶活性下降，缺乏铜可引起黑素生成发生障碍。
3．其他：生物体内的代谢过程包含着许多酶促反应，如果某一酶促反应受到营养不足或缺乏的影响，其他的酶促反应速度也可能发生改变。
生物膜的结构损伤不仅影响膜上的酶活性，而且也影响与膜的半渗透特性有关的酶，例如维生素E有抗氧化的效能，当它缺乏时，生物膜内未饱和脂肪酸成分可能发生过氧化而损害生物膜的结构及通透性，从而影响有关酶的活性。
(二)营养缺乏对酶的影响
1．ATP不足：食品中能量供给必须满足最低要求，否则会患热能缺乏。ATP生成不足，依靠ATP作为反应能量来源的酶促反应减缓甚至停止进行。使代谢受到破坏。ATP缺乏可使合成代谢下降，使动物发育缓慢、生长停滞、体重减轻、消瘦、肌肉萎缩等。
大鼠禁食七天，其肝重下降54%，琥珀酸脱氢酶，D－氨基酸氧化酶，尿酸酶，黄嘌呤氧化酶活性下降。
2．蛋白质缺乏：缺乏蛋白质出现负氮平衡，身体蛋白质普遍下降，酶活力下降程度随组织或器官不同而异。脑中、心肌中酶活性变化不大，但肾、脾骨骼肌中活性显着下降。肝脏中酶活性下降更明显，只有肝脏中的细胞色素氧化酶与黄嘌呤氧化酶改变不显着。
3．矿物质缺乏：很多矿物质为酶的激活剂与抑制剂，它们对代谢调节起重要作用。有些酶的辅因子为矿物质。矿物质缺乏常影响酶活性，矿物质的生理功能很多是通过酶的作用表现出来的。例如钙离子增高可使无活性磷酸化酶b转变为有活性磷酸化酶a，从而加速了糖原的分解代谢而产生ATP。
镁离子是许多酶的激活剂。如已糖激酶、果糖激酶、半乳糖激酶、果糖－6－磷酸激酶、柠檬酸合成酶等。在糖的无氧酵解中，糖的磷酸化几乎都需镁。镁是糖类、脂类与蛋白质代谢途径中许多酶的辅助因子。
铁在细胞呼吸中有重要作用，铁缺乏时，除了可引起缺铁性贫血外，某些含铁的酶活性也受到影响。如细胞色素c与顺鸟头酸酶活性下降明显。
铜为血浆铜蓝蛋白(亚铁氧化酶)、酪氨酸酶、尿酸酶、细胞色素c氧化酶等的组成成分。在一些含铜的酶中，超氧化物歧化酶可以清除对机体有害的超氧化物自由基。如果缺乏铜，则超氧化物歧化酶减少，机体就有可能受到超氧化物自由基的毒害。
锰为鼠、兔、小鸡、小鸭、猪所必需。锰是鸟类肝脏中丙酮酸脱羧酶、动物线粒体超氧化物歧化酶的活性中心的组成部分。锰也是精氨酸酶和磷酸转移酶类的组成成分。锰缺乏这些酶的活性将受到影响。锰为异柠檬酸脱氢酶、草酰乙酸激酶、磷酸酯酶、胆碱酯酶等的激活剂，缺乏时可降低其酶活性。
锌为醇脱氢酶、碱性磷酸酶、羧肽酶A、羧肽酶B、二肽酶、丙酮酸羧化酶等的组成成分。锌还是吡哆醛激酶、烯醇化酶、二核苷酸焦磷酸酶等的激活剂。铜锌－超氧化物歧化酶中铜与酶的活性有关，而锌与酶的稳定性有关，锌缺乏时此酶活性下降。
硒缺乏时，谷胱甘肽过氧化物酶活性下降，使小鸡胰脏萎缩，小鼠肝坏死、大鼠生长停滞，白内障、精子生成缺乏等。
4．水溶性维生素的缺乏：硫胺素的衍生物，焦磷酸硫胺素(TPP)是α－酮酸脱氢酶系的辅酶之一，也是转酮醇酶的辅酶。硫胺素还可抑制胆碱酯酶的活性。缺乏硫胺素时胆碱酯酶活性增强，乙酰胆碱水解为乙酸和胆碱的量增加，从而使神经传导受到影响。可造成胃肠蠕动缓慢、消化液分泌降低，消化不良，食欲不振等。
核黄素为黄素单核苷酸(FMN)与黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)的重要成分。核黄素缺乏时，FMN、FAD减少，在肝脏中，黄素激酶可下降50%以上。FMN和FAD是黄素蛋白酶类的辅酶，黄素蛋白酶类现在已知的有乙醇酸氧化酶、D－氨基酸氧化酶、甘氨酸氧化酶、黄嘌呤氧化酶、L氨基酸氧化酶、NADH－黄递酶、NADH－细胞色素c－还原酶、醛氧化酶等。这些黄素蛋白酶在机体氧化还原反应中起着重要作用，核黄素缺乏时，这些酶活性下降。
尼克酸或尼克酰胺的衍生物
及NADP+。NAD+为乳酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、磷酸甘油脱氢酶、葡萄糖脱氢酶等的辅酶。DADP+为谷胱甘肽还原酶、醛糖还原酶、葡萄糖－6－磷酸脱氢酶的辅酶。尼克酸与色氨酸缺乏时，猪、狗、鼠等
辅酶的水平下降。缺乏尼克酸的狗，其肌肉、肝脏中的
辅酶也下降。
总之，水溶性维生素及其衍生物一般都作为酶的辅酶而起作用。如缺乏时会引起这些酶的活性下降。从而严重影响体内各种代谢活动。