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簡(jiǎn)介編輯

氧化還原酶的一種。

化學(xué)信息

酶體

過(guò)氧化物酶體是由一層單位膜包裹的囊泡, 直徑約為0.5～1.0μm, 通常比線(xiàn)粒體小。普遍存在于真核生物的各類(lèi)細(xì)胞中,在肝細(xì)胞和腎細(xì)胞中數(shù)量特別多。過(guò)氧化物酶體的標(biāo)志酶是過(guò)氧化氫酶,它的作用主要是將過(guò)氧化氫水解。過(guò)氧化氫(H₂O₂)是氧化酶催化的氧化還原反應(yīng)中產(chǎn)生的細(xì)胞毒性物質(zhì),氧化酶和過(guò)氧化氫酶都存在于過(guò)氧化物酶體中,從而對(duì)細(xì)胞起保護(hù)作用。

植物體中含有大量過(guò)氧化物酶體，是活性較高的一種酶。它與呼吸作用、光合作用及生長(zhǎng)素的氧化等都有關(guān)系。在植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中它的活性不斷發(fā)生變化。一般老化組織中活性較高，幼嫩組織中活性較弱。這是因?yàn)檫^(guò)氧化物酶能使組織中所含的某些碳水化合物轉(zhuǎn)化成木質(zhì)素，增加木質(zhì)化程度，而且發(fā)現(xiàn)早衰減產(chǎn)的水稻根系中過(guò)氧化物酶的活性增加，所以過(guò)氧化物酶可作為組織老化的一種生理指標(biāo)。此外，過(guò)氧化物同工酶在遺傳育種中的重要作用也正在受到重視.

化學(xué)反應(yīng)

催化從底物移去電子，并轉(zhuǎn)給過(guò)氧化氫反應(yīng)。

即：供體+H₂O₂→氧化的供體+2H₂O，是一種血紅素蛋白(hemoprotein)。

應(yīng)用

如過(guò)氧化氫酶便是過(guò)氧化物酶的一種。過(guò)氧化氫酶可與葡萄糖氧化酶配合使用，脫除蛋清中的葡萄糖，代替了傳統(tǒng)的自然發(fā)酵的方法，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生物試劑周期。

在醫(yī)學(xué)上，也可作為工具酶，用于檢驗(yàn)?zāi)蛱?/A>和血糖。

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)上認(rèn)為機(jī)體衰老與氧化有關(guān)，例如染色體、酶等的氧化。所以，一些有還原性功能的物質(zhì)可以在某種程度上抗衰老，如過(guò)氧化物酶體，維生素C、E也有抗衰老作用。

2酶體的發(fā)現(xiàn)編輯

由J. Rhodin（1954）在鼠腎小管上皮細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)。是一種具有異質(zhì)性的細(xì)胞器，在不同生物及不同發(fā)育階段有所不同。直徑約0.2~1.5um，通常為0.5um，呈圓形，橢圓形或啞呤形不等，由單層膜圍繞而成（圖6-31）。共同特點(diǎn)是內(nèi)含一至多種依賴(lài)黃素（flavin）的氧化酶和過(guò)氧化氫酶（標(biāo)志酶），已發(fā)現(xiàn)40多種氧化酶，如L-氨基酸氧化酶，D-氨基酸氧化酶等等，其中尿酸氧化酶（urate oxidase）的含量*，以至于在有些種類(lèi)形成酶結(jié)晶構(gòu)成的核心。

3形態(tài)結(jié)構(gòu)編輯

過(guò)氧化物酶體（peroxisome）又稱(chēng)微體（microbody）， 過(guò)氧化物酶體在1954年被發(fā)現(xiàn)時(shí), 由于不知道這種顆粒的功能，將它稱(chēng)為微體(microbody)。

過(guò)氧化物酶體與溶酶體不同,過(guò)氧化物酶體不是來(lái)自?xún)?nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,因此它不屬于內(nèi)膜系統(tǒng)的膜結(jié)合細(xì)胞器。過(guò)氧化物酶體普遍存在于真核生物的各類(lèi)細(xì)胞 中,但在肝細(xì)胞和腎細(xì)胞中數(shù)量特別多。過(guò)氧化物酶體含有豐富的酶類(lèi)，主要是氧化酶，過(guò)氧化氫酶和過(guò)氧化物酶。氧化酶可作用于不同的底物，其共同特征是氧化底物的同時(shí)，將氧還原成過(guò)氧化氫。過(guò)氧化物酶體的標(biāo)志酶是過(guò)氧化氫酶,它的作用主要是將過(guò)氧化氫(H2O2, Hydrogen Peroxide)水解。氧化酶與過(guò)氧化氫酶都存在于過(guò)氧化物酶體中,從而對(duì)細(xì)胞起保護(hù)作用。

4功能反應(yīng)編輯

過(guò)氧化物酶體的功能：

（1）使毒性物質(zhì)失活

這種作用是過(guò)氧化氫酶利用過(guò)氧化氫氧化各種底物， 如酚、甲酸、甲醛和乙醇等，氧化的結(jié)果使這些有毒性的物質(zhì)變成無(wú)毒性的物質(zhì)，同時(shí)也使H₂O₂進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成無(wú)毒的H₂O。這種解毒作用對(duì)于肝、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(duì)細(xì)胞的毒性作用。

（2）對(duì)氧濃度的調(diào)節(jié)作用

過(guò)氧化物酶體與線(xiàn)粒體對(duì)氧的敏感性是不一樣的，線(xiàn)粒體氧化所需的*氧濃度為2%左右，增加氧濃度，并不提高線(xiàn)粒體的氧化能力。過(guò)氧化物酶體的氧化率是隨氧張力增強(qiáng)而成正比地提高。因此，在低濃度氧的條件下，線(xiàn)粒體利用氧的能力比過(guò)氧化物酶體強(qiáng)，但在高濃度氧的情況下，過(guò)氧化物酶體的氧化反應(yīng)占主導(dǎo)地位，這種特性使過(guò)氧化物酶體具有使細(xì)胞免受高濃度氧的毒性作用。

（3）脂肪酸的氧化

動(dòng)物組織中大約有25～50%的脂肪酸是在過(guò)氧化物酶體中氧化的，其他則是在線(xiàn)粒體中氧化的。另外，由于過(guò)氧化物酶體中有與磷脂合成相關(guān)的酶，所以過(guò)氧化物酶體也參與脂的合成。

（4）含氮物質(zhì)的代謝

在大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞中，尿酸氧化酶（urate oxidase）對(duì)于尿酸的氧化是必需的。尿酸是核苷酸和某些蛋白質(zhì)降解代謝的產(chǎn)物，尿酸氧化酶可將這種代謝廢物進(jìn)一步氧化去除。另外，過(guò)氧化物酶體還參與其他的氮代謝，如轉(zhuǎn)氨酶（aminotransferase）催化氨基的轉(zhuǎn)移。

過(guò)氧化物酶體的反應(yīng)：

各類(lèi)氧化酶的共性是將底物氧化后，生成過(guò)氧化氫。

RH₂+O₂→R+H₂O₂

過(guò)氧化氫酶又可以利用過(guò)氧化氫，將其它底物（如醛、醇、酚）氧化。

R′H₂+H₂O₂→R′+2H₂O

此外當(dāng)細(xì)胞中的H₂O₂過(guò)剩時(shí)，過(guò)氧化氫酶亦可催化以下反應(yīng)：

2H₂O₂ → 2H₂O + O₂

5中酶編輯

動(dòng)物

在動(dòng)物中過(guò)氧化物酶體參與脂肪酸的β氧化（另一細(xì)胞器是線(xiàn)粒體），大鼠肝細(xì)胞過(guò)氧化物酶體在服用降脂靈后，酶濃度升高10倍。此外過(guò)氧化物酶體還具有解毒作用，因?yàn)檫^(guò)氧化氫酶能利用H₂O₂將酚、甲醛、甲酸和醇等有害物質(zhì)氧化，飲入的酒精1/4是在過(guò)氧化物酶體中氧化為乙醛。

植物

在植物中過(guò)氧化物酶體主要有：

①參與光呼吸作用，將光合作用的副產(chǎn)物乙醇酸氧化為乙醛酸和過(guò)氧化氫。

②在萌發(fā)的種子中，進(jìn)行脂肪的β-氧化，產(chǎn)生乙酰輔酶A，經(jīng)乙醛酸循環(huán)，由異檸檬酸裂解為乙醛酸和琥珀酸，加入三羧酸循環(huán)，因涉及乙醛酸循環(huán)，又稱(chēng)乙醛酸循環(huán)體（glyoxysome）。

6進(jìn)化角度編輯

從系統(tǒng)發(fā)生的角度來(lái)看，過(guò)氧化物酶體可能是一種古老的細(xì)胞器，在光合生物出現(xiàn)后，大氣中的氧含量逐漸提高，而細(xì)胞內(nèi)的氧對(duì)早期的生物具有毒害作用，過(guò)氧化物酶體的功能就是消除細(xì)胞內(nèi)的氧，并產(chǎn)生細(xì)胞所需要的某些代謝物。雖然在過(guò)氧化物酶體中黃素蛋白、氧化酶和過(guò)氧化氫酶之間可以形成一個(gè)簡(jiǎn)單的呼吸鏈，但不起能量轉(zhuǎn)換的作用。后來(lái)線(xiàn)粒體產(chǎn)生后就取代了過(guò)氧化物酶體的這種功能，并且其電子傳遞與ATP合成相偶聯(lián)。

從個(gè)體發(fā)生的角度來(lái)看，過(guò)氧化物酶體來(lái)源于已存在過(guò)氧化物酶體的分裂。過(guò)氧化物酶體中所有的酶都由核基因編碼，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成，在信號(hào)肽的引導(dǎo)下，進(jìn)入過(guò)氧化物酶體，引導(dǎo)蛋白質(zhì)進(jìn)入過(guò)氧化物酶體的信號(hào)序列是-Ser-Lys-Leu-COO-。但對(duì)于過(guò)氧化物酶體膜上與蛋白輸入有關(guān)的受體和轉(zhuǎn)位因子了解甚少，至少和23種被稱(chēng)為peroxin的蛋白有關(guān)，其機(jī)理顯著不同于線(xiàn)粒體和葉綠體的蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)，如受體Pex5（一種peroxin）是伴隨著貨物進(jìn)入過(guò)氧化物酶體的，然后再返回細(xì)胞質(zhì)。

7引發(fā)疾病編輯

Zellweger綜合征是一類(lèi)與過(guò)氧化物酶體有關(guān)的遺傳病，也叫腦肝腎綜合征，患者細(xì)胞的過(guò)氧化物酶體中，酶蛋白輸入有關(guān)的蛋白質(zhì)變異，過(guò)氧化物酶體是“空的"。腦、肝、腎異常，出生3-6個(gè)內(nèi)后死亡。

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