過(guò)氧化氫酶的簡(jiǎn)介
過(guò)氧化氫酶是一種含酶的血紅素基團(tuán),已知可催化過(guò)氧化氫分解為水和氧氣。它存在于幾乎所有需氧生物的細(xì)胞中。過(guò)氧化物是體內(nèi)各種代謝反應(yīng)不斷產(chǎn)生的副產(chǎn)品,然而,身體必須擺脫產(chǎn)生的過(guò)氧化物,因?yàn)樗鼘?duì)身體有害。過(guò)氧化物的積聚和積累會(huì)對(duì)體內(nèi)的細(xì)胞和組織產(chǎn)生毒性。因此,過(guò)氧化氫酶可防止過(guò)氧化物在細(xì)胞器、細(xì)胞和組織中積聚并保護(hù)它們。過(guò)氧化氫酶通常存在于哺乳動(dòng)物肝臟中。它的作用是防止細(xì)胞受到活性氧或 ROS 的氧化損傷。所有暴露在氧氣中的生物都有過(guò)氧化氫酶來(lái)防止細(xì)胞損傷。過(guò)氧化氫酶帶來(lái)的催化是節(jié)能的,有助于細(xì)胞應(yīng)對(duì)環(huán)境壓力。過(guò)氧化氫酶的催化速率也非常高,例如,它每秒可以催化數(shù)百萬(wàn)個(gè)過(guò)氧化氫形成氧氣和水。
過(guò)氧化氫酶的性質(zhì)
過(guò)氧化氫酶是一種四聚體酶,包含四個(gè)多肽鏈,每條多肽鏈超過(guò) 500 個(gè)氨基酸。它還包含一個(gè)具有 4 個(gè)鐵分子的血紅素基團(tuán)。血紅素組首先允許過(guò)氧化氫酶與過(guò)氧化物反應(yīng)。人類過(guò)氧化氫酶在 pH 值為 7 時(shí)是穩(wěn)定的。對(duì)于其他過(guò)氧化氫酶,最佳 pH 范圍在 4 到 11 之間,具體取決于物種。過(guò)氧化氫酶的溫度參數(shù)相同也是相似的。過(guò)氧化氫酶也存在于一些厭氧微生物和一些真菌中,雖然它普遍存在于植物中。
過(guò)氧化氫酶的功能
通過(guò)氧化過(guò)程,生物體不斷地產(chǎn)生自由基。自由基是不穩(wěn)定的分子,也會(huì)導(dǎo)致體內(nèi)其他分子不穩(wěn)定。這會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞損壞和其他故障的發(fā)生。它還可能導(dǎo)致永久性細(xì)胞或組織損傷,導(dǎo)致心臟病、感染、免疫抑制等。為了對(duì)抗所有這些,過(guò)氧化氫酶通過(guò)處理體內(nèi)產(chǎn)生的自由基發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在第一階段,過(guò)氧化氫酶將有害自由基轉(zhuǎn)化為危害較小的過(guò)氧化氫,然后催化過(guò)氧化氫轉(zhuǎn)化為水和氧氣。由于其有效的催化特性,過(guò)氧化氫酶也被用作氧化應(yīng)激相關(guān)疾病的治療劑。它還具有工業(yè)應(yīng)用并用于食品工業(yè)。過(guò)氧化氫酶的活性可以通過(guò)采集微生物樣品并向其中加入過(guò)氧化氫來(lái)說(shuō)明。反應(yīng)中的氣泡形成表明氧氣的釋放。酶的活性如此之快,以至于可以用肉眼觀察到。這是因?yàn)檫^(guò)氧化氫酶具有較高的活性,可產(chǎn)生快速反應(yīng)。 此外,另一種副產(chǎn)物是氣體,它也在反應(yīng)中釋放,使反應(yīng)易于檢測(cè)。