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過氧化物酶是由微生物或植物所產生的一類氧化還原酶,它們能催化很多反應. 過氧化物酶是以過氧化氫為電子受體催化底物氧化的酶。主要存在於細胞的過氧化物酶體中,以鐵卟啉為輔基,可催化過氧化氫氧化酚類和胺類化合物,具有消除過氧化氫和酚類、胺類毒性的雙重作用。

1 過氧化物酶 -定義

中文名稱:過氧化物酶 

英文名稱:peroxidase 

定義:利用過氧化氫作為電子受體來催化底物氧化作用的酶。 

編號:EC 1.11.1.-。

所屬學科:生物化學與分子生物學(一級學科);酶(二級學科) 

2 過氧化物酶 -簡介

過氧化物酶是一類廣泛存在於動物、植物、微生物中的活性物質,分子量範圍35000~100000D。目前已知基因序列的過氧化物酶約有6000多種,其功能主要是催化過氧化氫和其它過氧化物對各種有機物和無機物的氧化作用,其中含鐵過氧化物酶是一類結構相似、功能相同的酶,都是通過一個二質子二電子還原過程催化H2O2對底物的氧化。基於序列相似性可將真菌、細菌和植物來源的過氧化物酶歸過氧化物酶超家族由一層單位膜包裹的囊泡, 直徑約為0.5~1.0μm, 通常比線粒體小。過氧化物酶體的標誌酶是過氧化氫酶,它的作用主要是將過氧化氫水解,而過氧化氫(H2O2)是氧化酶催化的氧化還原反應中產生的細胞毒性物質。

3 過氧化物酶 -分類 

目前可依來源不同將過氧化物酶細分為三個亞家族:Class I是存在於植物、真菌、古生菌以及細菌中的胞內型過氧化物酶稱為過氧化氫酶-過氧化物酶,包括細胞色素C過氧化物酶(CcP)、抗壞血酸過氧化物酶 (APx)和過氧化物酶(CP),可依賴於過氧化氫的濃度而變現過氧化氫酶活性和較寬的過氧化物酶活性;ClassⅡ是來源於擔子菌綱(Homobasidiomycetes)的胞外型過氧化物酶,包括各種木質素過氧化物酶(LiP)和錳過氧化物酶(MnP), LiP和MnP在木質素降解和土壤循環中起重要作用;Class III是只存在於植物的分泌型酶,參與植物從發芽到死亡的許多過程,如植物生長激素代謝、細胞壁的伸長以及對病原菌的防禦反應等。

4 過氧化物酶 -主要功能

 過氧化物酶體的主要功能:
  (1)使毒性物質失活   這種作用是過氧化氫酶利用過氧化氫氧化各種底物, 如酚、甲酸、甲醛和乙醇等,氧化的結果使這些有毒性的物質變成無毒性的物質,同時也使H2O2進一步轉變成無毒的H2O。這種解毒作用對於肝、腎特別重要, 例如人們飲入的乙醇幾乎有一半是以這種方式被氧化成乙醛的,從而解除了乙醇對細胞的毒性作用。
  (2)對氧濃度的調節作用   過氧化物酶體與線粒體對氧的敏感性是不一樣的,線粒體氧化所需的最佳氧濃度為2%左右,增加氧濃度,並不提高線粒體的氧化能力。過氧化物酶體的氧化率是隨氧張力增強而成正比地提高。因此,在低濃度氧的條件下,線粒體利用氧的能力比過氧化物酶體強,但在高濃度氧的情況下,過氧化物酶體的氧化反應佔主導地位,這種特性使過氧化物酶體具有使細胞免受高濃度氧的毒性作用。
  (3)脂肪酸的氧化   動物組織中大約有25~50%的脂肪酸是在過氧化物酶體中氧化的,其他則是在線粒體中氧化的。另外,由於過氧化物酶體中有與磷脂合成相關的酶,所以過氧化物酶也參與脂的合成。
  (4)含氮物質的代謝   在大多數動物細胞中,尿酸氧化酶(urate oxidase)對於尿酸的氧化是必需的。尿酸是核苷酸和某些蛋白質降解代謝的產物,尿酸氧化酶可將這種代謝廢物進一步氧化去除。另外,過氧化物酶體還參與其他的氮代謝,如轉氨酶(aminotransferase)催化氨基的轉移。

5 過氧化物酶 -反應體系

  
過氧化物酶過氧化物酶反應體系
各類氧化酶的共性是將底物氧化后,生成過氧化氫。
  RH2+O2→R+H2O2
  過氧化氫酶又可以利用過氧化氫,將其它底物(如醛、醇、酚)氧化。
  R′H2+H2O2→R′+2H2O
  此外當細胞中的過剩時,過氧化氫酶亦可催化以下反應:
  2H2O2 → 2H2O + O2
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