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過氧化氫酶作用
時間:2022-09-07
     動物的新鮮肝臟中含有過氧化氫酶。實際上,無論動物、植物、微生物,凡是好氧的細胞均存在過氧化氫酶。
     我們知道,酶具有專一性的特點,這就說明生物體內是存在過氧化氫的。而過氧化氫是一種強氧化劑,具有腐蝕性,對生物本身有很大危害。那么,生物體內的過氧化氫是從何而來的呢?過氧化氫酶在生物體內有哪些重要作用呢?

     要回答以上問題,我們首先要了解過氧化物酶體。過氧化物酶體又稱為微體,是一種細胞器。過氧化物酶體是由單層膜包裹的囊泡, 直徑約為0.5~1.0μm, 通常比線粒體小。過氧化物酶體不是來自內質網和高爾基體,因此它不屬于內膜系統的膜結合細胞器。過氧化物酶體普遍存在于真核生物的各類細胞中,尤其在肝細胞和腎細胞中數量特別多。


     過氧化氫酶是過氧化物酶體的標志酶, 約占過氧化物酶體酶總量的40%,它的作用主要是催化過氧化氫分解。那么細胞中的過氧化氫是怎樣生成的呢?這就需要提到另外的一類酶——氧化酶。
     氧化酶是過氧化物酶體中的一類主要酶類,。氧化酶約占過氧化物酶體酶總量的一半(包括:尿酸氧化酶、D-氨基酸氧化酶、L-氨基酸氧化酶和L-α- 羥基酸氧化酶等)。各種氧化酶作用于不同的底物(受酶催化的化合物稱為該酶的底物或作用物,例如D-氨基酸氧化酶的底物是D-氨基酸),其共同特征是氧化底物的同時,將氧還原成過氧化氫: RH2+ O2→ R + H2O2,從而生成H2O2。
     過氧化氫是氧化酶催化的氧化還原反應中產生的細胞毒性物質,而過氧化氫酶的作用是催化過氧化氫的分解: 2H2O2→ O2+ 2H2O 。在細胞中氧化酶將底物氧化是必要的反應。因此,過氧化氫酶存在于過氧化物酶體中,可對細胞起保護作用,使細胞免受過氧化氫的危害。
     除此之外,過氧化氫酶還可以利用過氧化氫,將其它底物(如醛、醇、酚)氧化:R′H2+H2O2→R′+2H2O,所以,在動物體內,過氧化物酶體還具有一定的解毒作用,例如,人飲入的酒精1/4是在過氧化物酶體中氧化為乙醛。
     過氧化氫酶在人體內除了有保護作用和解毒作用外,還有哪些作用呢?自由基理論認為過氧化氫酶與細胞抵抗衰老有一定關系。自由基理論是科學家提出的人體衰老的假說之一。細胞代謝過程離不開氧的存在,生物氧化過程是細胞獲得能量的過程,然而在這種生物氧化過程的同時,會產生一些高活性的化合物,它們是生物氧化過程的副產品。實驗已經證明,這些生物氧化過程的副產品或中間產物與細胞衰老直接相關,它們能導致細胞結構和功能的改變,這就是細胞衰老的自由基理論。
     自由基是一類瞬時形成的含不成對電子的原子或功能基團,普遍存在于生物系統,這些自由電子導致了這些物質的高反應活性。主要包括:羥自由基-OH、氫自由基(-H)、碳自由基、脂自由基等。其中羥自由基(-OH)的化學性質最活潑。自由基在細胞內的產生是由多種原因的,例如生物氧化,輻射,受污染物侵害等。此外,機體血紅蛋白、肌紅蛋白中還可通過非酶促反應產生自由基。
     自由基含有未配對電子,具有高度反應活性,能損傷DNA、生物膜、重要的結構蛋白和功能蛋白,從而引起衰老各種現象的發生。當然,細胞能產生自由基就能清除自由基,過氧化氫酶和超氧化物歧化酶等酶是正常細胞內存在清除自由基的防御系統。除了酶可以清除自由基外,維生素E等物質也可以清除自由基。
     在植物中過氧化氫酶也具有重要的作用,例如可抑 制細胞衰老;在光合作用過氧化氫酶會參與物質間的轉化。
     在生活生產中過氧化氫酶有一定的用途。例如,過氧化氫酶可廣泛應用于紡織品氧漂后的生物脫氧凈化工藝——即在染色之前,去除氧漂后殘留于紡織品及其工藝環境中的過氧化氫。其意義在于能大幅度節約水資源和其它能源的情況下,高 效快速地清除氧漂后織物和水浴中殘留的過氧化氫,以免殘存的過氧化氫對染料的破壞。過氧化氫酶能有效的提高染色質量,縮短工序時間,減少三廢排放。過氧化氫酶可以從動物器臟中用高科技手段提取。過氧化氫酶同樣適用于賓館、醫院、洗衣房等使用過氧化氫進行漂白或消毒的紡織品,防止由于織物中殘留過氧化氫的存在,而造成使用者皮膚過敏,引發炎癥等不良后果,同時也可避免織物氧化脆損,從而延長使用期限。
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