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过氧化氢酶的作用,过氧化氢酶

大家好,今天给各位分享过氧化氢酶的作用的一些知识,其中也会对过氧化氢酶进行解释,文章篇幅可能偏长,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在就马上开始吧!

1、众所周知,CAT能分解过氧化氢。不过,它还有一项神奇的功能,你或许还不太不了解,别着急,下面我将为大家揭开它神秘的“面纱”。

2、1811年,泰纳尔(LouisJacquesThénard)首次发现了过氧化氢酶,过氧化氢酶能降解过氧化氢。1900年,OscarLoew将过氧化氢酶命名为"catalase",并发现其存在于大量的植物和动物中。1937年,过氧化氢酶被詹姆斯·B·萨姆纳发现可以在牛肝中结晶,次年后获得了该酶的分子量。1969年,牛的过氧化氢酶的氨基酸序列被解出。1981年,过氧化氢酶的结构得以解析。

3、凡所见与不可见,只要是能呼吸的生物机体,几乎都含有过氧化氢,其主要存在于植物的叶绿体、线粒体、内质网,以及动物的肝和红细胞中,它的酶促活性是为机体提供抗氧化防御的作用。

4、CAT是红血素酶,它存在于细胞的过氧化氢酶体内,其结构根据其来源的不同而变化,在不同的组织中,其活性水平也不相同。比如过氧化氢在肝脏中的分解速度在肝中的CAT含量水平较高,所以比在脑或者心脏等其他器官的要快。

5、过氧化氢酶是过氧化物酶体的标志酶,占过氧化物酶体酶总量大约40%,它存在于已知的动物各个组织中,在肝脏中的浓度尤其高。

6、过氧化氢酶的意义

7、既然过氧化氢酶如此“无所不在”,那么它的存在有哪些意义呢?(可多啦!)

8、在食品工业中,过氧化氢酶被用于除去制造奶酪的牛奶中的过氧化氢,也可用于食品包装,防止食物被氧化;在纺织工业中,过氧化氢酶能除去纺织物上的过氧化氢,保证成品不含过氧化物;在美容业中,通过把过氧化氢酶和过氧化氢加入到面部护理液中,来增加表皮上层的细胞氧量;在实验室中,过氧化氢酶被用作了解酶对反应速率影响的工具;过氧化氢还可以清洁隐形眼镜哦,过氧化氢酶能除去眼镜在过氧化氢的清洁剂中浸泡过后的残留物。

9、CAT的反应机制

10、CAT作用于过氧化氢的机理在于H2O2的歧化,即要想发生反应,必须有两个H2O2先后与CAT相遇并碰撞在活性中心上,且H2O2浓度越高,反应越激烈。目前过氧化氢酶的催化过程主要分为以下两步:

11、H2O2+Fe(III)-E→H2O+O=Fe(IV)-E(.+)

12、H2O2+O=Fe(IV)-E(.+)→H2O+Fe(III)-E+O2

13、其中,"Fe()-E"是指结合在酶上的血红素基团(E)的中心铁原子(Fe);Fe(IV)-E(.+)是指铁原子并没有完全氧化到+V价,而是从血红素上接受了一些"支持电子",是Fe(V)-E的一种共振形式。相应的,反应式中的血红素则表示为自由基阳离子(.+).

14、质子之所以可以在氧原子间相互传递,是过氧化氢进入活性位点并与酶147位上的天冬酰胺残基(Asn147)和74位上的组氨酸残基(His74)的相互作用。自由的氧原子配位结合后,生成了水分子和Fe(IV)=O。后者与第二个过氧化氢分子反应后重新形成Fe(III)-E,并生成水分子和氧气。

15、由于357位上酪氨酸残基(Tyr357)的苯酚基侧链的存在(帮助Fe(III)氧化为Fe(IV)),活性中心铁原子的反应活性得以提高,其反应效率可能通过His74和Asn147与反应中间体作用而得以提高。一般情况下,其反应速率通过米氏方程来确定。

16、接下来,敲黑板划重点啦:

17、除了氧化过氧化氢,过氧化氢酶也能氧化一些细胞毒性物质,如甲醇、甲酸、苯酚和乙醇。其氧化过程通过下列反应完成:

18、but,这就是CAT的神奇功能没错啦!CAT不仅拥有过氧化物酶活性,催化过氧化氢反应,在过氧化氢在场的情况下,还能氧化其他的小分子有毒物质,踢走小坏蛋。

19、针对这个神奇的特征,已经有公司开发出了利用CAT过氧化物酶活性的检测试剂盒。比如Cayman公司的货号为700910的CatalaseAssayKit(withoutHydrogenPeroxide)该试剂盒。其原理是,在CAT的催化下,甲醇和过氧化氢反应生成甲醛和水,再用能与甲醛反应显色的物质来测定生成的甲醛,测定CAT的活性。

20、这样一来,尽管过氧化氢不稳定,还要用CAT的过氧化氢酶活性来测定CAT要准确测定过氧化氢浓度,而现在,这样的难题也能完美的避开了。

21、看到这里,懂了吧,这个神奇的小家伙不仅能分解过氧化氢,还有个神奇的技能——氧化其他的小分子有毒物质。

22、但是它也有宿敌,所有重金属离子都能作为过氧化氢酶的非竞争性抑制剂。除此之外,作为过氧化氢酶的竞争性抑制剂,剧毒性的氰化物能紧密的结合到酶中的血红素上,阻止酶的催化反应。

23、到目前为止,CAT的催化机制依然成谜,所以我们需要发现和了解的东西还有很多,大家不妨一起来关注我们的CAT检测试剂盒,让我们一起开启新的知识大门吧!

24、文章来源:每日生物评论,欢迎关注微信公众号:每日生物评论,留言给我们一起探讨并学习!

关于过氧化氢酶的作用的内容到此结束,希望对大家有所帮助。

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