1、第七章第七章 生物氧化生物氧化许昌卫生学校许昌卫生学校第1页主要内容主要内容v概述概述v生物氧化过程中水生成生物氧化过程中水生成vATPATP生成生成第2页第一节第一节 概述概述v一一、生物氧化生物氧化概念概念v营养物质在生物体内氧化分解时逐步释营养物质在生物体内氧化分解时逐步释放能量,最终生成放能量,最终生成COCO2 2 和和H H2 20 0过程称为过程称为生物氧化生物氧化。又称。又称细胞氧化细胞氧化或或组织呼吸组织呼吸。第3页v二、生物氧化方式与特点二、生物氧化方式与特点v(一)(一)生物氧化方式生物氧化方式v1.1.脱氢脱氢(最主要):从底物分子上脱下一对氢原子最主要):从底物分子上
2、脱下一对氢原子 2.2.失电子:失电子:3.3.加氧反应:加氧反应:Cu+Cu+OO2 2 CuCuOO12第4页(二)(二)生物氧化生物氧化特点特点1.1.在活细胞水溶液内在活细胞水溶液内2.2.在在pHpH近中性及体温条件下进行近中性及体温条件下进行3.3.过程是逐步进行酶促反应过程是逐步进行酶促反应4.4.不需高温、强酸、强碱、强氧化剂不需高温、强酸、强碱、强氧化剂5.5.能量是逐步释放能量是逐步释放6.6.反应必须有水参加反应必须有水参加C C6 6H H1212O O66+6O+6O226CO6CO2 2+6H+6H2 2O+O+能量能量(2840kJ/mol)(2840kJ/mol
3、)第5页生物氧化与体外燃烧比较生物氧化与体外燃烧比较反应条件反应条件 温温 和和 剧剧 烈烈 (体温、体温、pHpH近中性近中性)()(高温、高压高温、高压)反应过程反应过程 逐步进行酶促反应逐步进行酶促反应 一步完成一步完成能量释放能量释放 逐步进行逐步进行 瞬间释放瞬间释放 (化学能、热能)(化学能、热能)(热能)(热能)COCO2 2生成方式生成方式 有机酸脱羧有机酸脱羧 碳和氧结合碳和氧结合H H2 2O O 需需 要要 不需要不需要速率速率 受体内各种原因调整受体内各种原因调整 生物氧化生物氧化 体外燃烧体外燃烧第6页三、二氧化碳生成v在生物体内,在生物体内,COCO2 2是经过有机
4、酸是经过有机酸脱羧脱羧作用生成。作用生成。v按照羧基所连接位置不一样,可将有机酸脱羧按照羧基所连接位置不一样,可将有机酸脱羧作用分为作用分为-脱羧脱羧和和-脱羧脱羧。v按照脱羧时是否伴有氧化作用,可将有机酸脱按照脱羧时是否伴有氧化作用,可将有机酸脱羧作用分为羧作用分为单纯脱羧单纯脱羧和和氧化脱羧氧化脱羧。第7页1.1.单纯脱羧:单纯脱羧:v见于氨基酸脱羧作用见于氨基酸脱羧作用。R-CH-COOHNH2氨基酸脱羧酶氨基酸脱羧酶R-CH2-NH2+CO2氨基酸氨基酸胺胺 第8页2.2.单纯脱羧:单纯脱羧:v见于草酰乙酸脱羧作用。见于草酰乙酸脱羧作用。+CO2CH2-COOH CO-COOHCH3
5、CO-COOH草酰乙酸脱羧酶草酰乙酸脱羧酶草酰乙酸草酰乙酸丙酮酸丙酮酸 第9页3.3.-氧化脱羧:氧化脱羧:v见于丙酮酸脱氢与脱羧作用见于丙酮酸脱氢与脱羧作用。丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系CH3-CO-COOH+HSCoACH3COSCoA+CO2NADNAD+NADNADH H+H H+丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA 第10页4.4.氧化脱羧:氧化脱羧:v见于苹果酸脱氢与脱羧作用。见于苹果酸脱氢与脱羧作用。CO-COOH+CO2CH3CH2-COOHOHCH-COOHNADP+NADPH+H+苹果酸苹果酸丙酮酸丙酮酸苹果酸酶苹果酸酶 第11页第二节第二节 线粒体生物氧化
6、体系线粒体生物氧化体系氧化磷酸化氧化磷酸化v一、线粒体氧化(一、线粒体氧化(呼吸链呼吸链)vv呼吸链呼吸链位于线粒体内膜,是由一系列酶或辅位于线粒体内膜,是由一系列酶或辅酶按一定次序排列在内膜上,组成递氢或递酶按一定次序排列在内膜上,组成递氢或递电子体系,称为电子体系,称为电子传递链电子传递链。该传递链进行。该传递链进行一系列连锁反应与细胞摄取氧呼吸过程相关,一系列连锁反应与细胞摄取氧呼吸过程相关,故又称为故又称为呼吸链呼吸链。代谢物脱下氢经呼吸链传。代谢物脱下氢经呼吸链传递给氧生成水,同时伴有能量释放。递给氧生成水,同时伴有能量释放。第12页(一)(一)、呼吸链组分及其作用、呼吸链组分及其作
7、用v1.1.以以NADNAD+、NADPNADP+为辅酶脱氢酶类为辅酶脱氢酶类 尼克酰胺核苷酸类尼克酰胺核苷酸类 NAD NAD+、NADPNADP+递氢体递氢体 v2.2.黄素蛋白黄素蛋白 FMN FMN 、FAD FAD 递氢体递氢体 v3.3.铁硫蛋白铁硫蛋白 单电子传递体单电子传递体v4.4.泛醌(辅酶泛醌(辅酶QQ)递氢体递氢体v5.5.细胞色素体系细胞色素体系 单电子传递体单电子传递体第13页第14页(二)呼吸链组分排列次序(二)呼吸链组分排列次序v经过试验可确定呼吸链各组分排列次序经过试验可确定呼吸链各组分排列次序是以是以标准氧化还原电位标准氧化还原电位高低排列,氧化高低排列,氧
8、化还原电位越低给出电子倾向越大越靠近还原电位越低给出电子倾向越大越靠近代谢物一端;即代谢物一端;即电子是从低电位向高电电子是从低电位向高电位方向传递。位方向传递。第15页第16页(三)线粒体两条氧化呼吸链(三)线粒体两条氧化呼吸链vv1 1 1 1、NADHNADHNADHNADH氧化呼吸链氧化呼吸链氧化呼吸链氧化呼吸链vv由辅酶由辅酶由辅酶由辅酶、黄素蛋白、铁硫蛋白、辅酶、黄素蛋白、铁硫蛋白、辅酶、黄素蛋白、铁硫蛋白、辅酶、黄素蛋白、铁硫蛋白、辅酶QQQQ和细胞色和细胞色和细胞色和细胞色素组成。体内各种代谢物如苹果酸、乳酸、丙酮酸、素组成。体内各种代谢物如苹果酸、乳酸、丙酮酸、素组成。体内各
9、种代谢物如苹果酸、乳酸、丙酮酸、素组成。体内各种代谢物如苹果酸、乳酸、丙酮酸、异柠檬酸等在对应脱氢酶催化下,脱下氢都经过此异柠檬酸等在对应脱氢酶催化下,脱下氢都经过此异柠檬酸等在对应脱氢酶催化下,脱下氢都经过此异柠檬酸等在对应脱氢酶催化下,脱下氢都经过此条呼吸链传递给氧生成水。所以此条呼吸链为体内条呼吸链传递给氧生成水。所以此条呼吸链为体内条呼吸链传递给氧生成水。所以此条呼吸链为体内条呼吸链传递给氧生成水。所以此条呼吸链为体内最主要呼吸链。代谢物脱下最主要呼吸链。代谢物脱下最主要呼吸链。代谢物脱下最主要呼吸链。代谢物脱下2H2H2H2H交给交给交给交给NAD+NAD+NAD+NAD+生成生成生
10、成生成NADH+H+NADH+H+NADH+H+NADH+H+,后者又在,后者又在,后者又在,后者又在NADHNADHNADHNADH脱氢酶复合体作用下脱氢酶复合体作用下脱氢酶复合体作用下脱氢酶复合体作用下脱氢,经脱氢,经脱氢,经脱氢,经FMNFMNFMNFMN传递给辅酶传递给辅酶传递给辅酶传递给辅酶QQQQ,生成,生成,生成,生成COQ H2COQ H2COQ H2COQ H2。以后。以后。以后。以后COQ H2COQ H2COQ H2COQ H2脱下脱下脱下脱下2H=2H+2e2H=2H+2e2H=2H+2e2H=2H+2e,其中,其中,其中,其中2H+2H+2H+2H+游离于介质游离于介
11、质游离于介质游离于介质中,中,中,中,2e2e2e2e则首先由则首先由则首先由则首先由2Cyt bFe3+2Cyt bFe3+2Cyt bFe3+2Cyt bFe3+接收还原成接收还原成接收还原成接收还原成2Fe2+2Fe2+2Fe2+2Fe2+,并,并,并,并沿着沿着沿着沿着CytbCytc1CytcCytaa3O2CytbCytc1CytcCytaa3O2CytbCytc1CytcCytaa3O2CytbCytc1CytcCytaa3O2次序逐步传次序逐步传次序逐步传次序逐步传递给氧生成递给氧生成递给氧生成递给氧生成O2-O2-O2-O2-,O2-O2-O2-O2-比较活泼,可与游离于介质
12、中比较活泼,可与游离于介质中比较活泼,可与游离于介质中比较活泼,可与游离于介质中2H+2H+2H+2H+结合生成水。结合生成水。结合生成水。结合生成水。第17页NADHNADH呼吸链呼吸链第18页 NADHNADH氧化呼吸链氧化呼吸链:NAD+FMN(Fe-S)CoQb(Fe-S)c1caa3丙酮酸丙酮酸-酮戊二酸酮戊二酸硫辛酸硫辛酸FAD1/2O2H2O异柠檬酸异柠檬酸苹果酸苹果酸谷氨酸谷氨酸-羟丁酸羟丁酸-羟脂酰羟脂酰CoA2e2H2H+第19页2 2琥珀酸氧化呼吸链琥珀酸氧化呼吸链vv黄素蛋白(以黄素蛋白(以FADFAD为辅酶)、辅酶为辅酶)、辅酶QQ和细胞和细胞色素组成。其与色素组成。
13、其与NADHNADH氧化呼吸链区分在于氧化呼吸链区分在于代谢物脱下代谢物脱下2H2H不经过不经过NAD+NAD+这一步骤,除此这一步骤,除此之外,其氢与电子传递过程均与之外,其氢与电子传递过程均与FADHFADH氧化呼氧化呼吸链相同。其组成和作用如上图所表示。琥吸链相同。其组成和作用如上图所表示。琥珀酸脱氢酶、脂酰珀酸脱氢酶、脂酰CoACoA脱氢酶、脱氢酶、a a磷酸甘油脱磷酸甘油脱氢酶催化代谢物脱下氢均经过此呼吸链被氧氢酶催化代谢物脱下氢均经过此呼吸链被氧化。这条呼吸链不如化。这条呼吸链不如NADHNADH氧化呼吸链作用氧化呼吸链作用普遍。普遍。第20页琥珀酸呼吸链琥珀酸呼吸链第21页 琥珀
14、酸氧化呼吸链琥珀酸氧化呼吸链:琥珀酸琥珀酸CoQb(Fe-S)c1caa31/2O2FAD(Fe-S)Cytb-磷酸甘油磷酸甘油脂肪酰脂肪酰CoAFAD(FP)H2O2e2H+第22页两条电子传递链关系两条电子传递链关系第23页二、氧化磷酸化二、氧化磷酸化v(一)氧化磷酸化:(一)氧化磷酸化:代谢物脱下氢经呼吸代谢物脱下氢经呼吸链传递给氧生成水,同时逐步释放能量,使链传递给氧生成水,同时逐步释放能量,使ADPADP磷酸化生成磷酸化生成ATPATP,这种氧化与磷酸化相,这种氧化与磷酸化相偶联过程称为偶联过程称为氧化磷酸化氧化磷酸化 。人体内氧化磷酸。人体内氧化磷酸化只在化只在线粒体线粒体内进行。
15、内进行。第24页v(二)(二)氧化磷酸化偶联部位氧化磷酸化偶联部位vv依据测定不一样作用物经呼吸链氧化P/O比值,可大致推出偶联部位。P/O比值是指每消耗1摩尔原子氧所合成ATP摩尔数。vv经测定,NADHCOQ、CytbCytc、Cytaa3O2是氧化磷酸化偶联部位 vv代谢物脱下氢经NADH进入呼吸链生成水,可生成3分子ATP;若经FADH2进入呼吸链生成水,可生成2分子ATP。第25页氧化磷酸化偶联部位氧化磷酸化偶联部位NADHFMNCoQCytbc1caa3O2琥珀酸 FADFADADP+PiATPADP+PiATPADP+PiATPppp第26页(三)氧化磷酸化影响原因 ATP/AD
16、PATP/ADP比值比值是调整氧化磷酸化速度主要原因。是调整氧化磷酸化速度主要原因。ATP/ADPATP/ADP比值比值下降下降,可致氧化磷酸化速度,可致氧化磷酸化速度加紧;加紧;反之,当反之,当ATP/ADPATP/ADP比值比值升高升高时,则氧化磷酸化时,则氧化磷酸化速度速度减慢减慢。1.ATP/ADP1.ATP/ADP比值比值第27页v2 2、甲状腺素调整作用、甲状腺素调整作用v其原因是甲状腺激素能够激活细胞膜其原因是甲状腺激素能够激活细胞膜上上NaNa+,K,K+-ATP-ATP酶,使酶,使ATPATP水解增加,造成水解增加,造成ATP/ADPATP/ADP比值下降,氧化磷酸化速度比值
17、下降,氧化磷酸化速度加紧加紧。因为因为ATPATP合成和分解速度均增加,造成机合成和分解速度均增加,造成机体耗氧量和产热量均增加,基础代谢率提体耗氧量和产热量均增加,基础代谢率提升,基础代谢率偏高是甲状腺机能亢进病升,基础代谢率偏高是甲状腺机能亢进病人最主要临床指征之一。(减肥节食加人最主要临床指征之一。(减肥节食加运动。节食会造成甲状腺素运动。节食会造成甲状腺素T3T3分泌降低,分泌降低,从而造成基础代谢率下降,减肥效果差,从而造成基础代谢率下降,减肥效果差,所以需加上适当运动,并长久坚持下去才所以需加上适当运动,并长久坚持下去才可得到很好减肥效果。)可得到很好减肥效果。)第28页3.3.抑
18、制剂作用抑制剂作用(1 1)呼吸链抑制剂:呼吸链抑制剂:能够抑制呼吸链递氢或递电子过程药品或能够抑制呼吸链递氢或递电子过程药品或毒物称为毒物称为呼吸链抑制剂呼吸链抑制剂。第29页v能够抑制第一位点有能够抑制第一位点有异戊巴比妥、粉蝶霉素异戊巴比妥、粉蝶霉素A A、鱼藤酮鱼藤酮等;等;v能够抑制第二位点有能够抑制第二位点有抗霉素抗霉素A A和和二巯基丙醇二巯基丙醇;v能够抑制第三位点有能够抑制第三位点有COCO、H H2 2S S和和CNCN-、NN3 3-。其。其中,中,CNCN-和和NN3 3-主要抑制氧化型主要抑制氧化型CytaaCytaa3 3-Fe-Fe3+3+,而,而COCO和和H
19、H2 2S S主要抑制还原型主要抑制还原型CytaaCytaa3 3-Fe-Fe2+2+。第30页呼吸链抑制剂呼吸链抑制剂鱼藤酮鱼藤酮 阿米妥阿米妥抗霉素抗霉素A AH H2 2S S CO CO CNCN作用:作用:阻断电子传递阻断电子传递NADHNADHFMNFMNCoQCoQb bc c1 1aaaa3 3c cO O2 2琥珀酸琥珀酸FADFAD第31页(2 2)解偶联剂:解偶联剂:v不抑制呼吸链递氢或递电子过程,但能不抑制呼吸链递氢或递电子过程,但能使氧化产生能量不能用于使氧化产生能量不能用于ADPADP磷酸化药磷酸化药品或毒物称为品或毒物称为解偶联剂解偶联剂。v解偶联剂通常引发线粒
20、体内膜对质子解偶联剂通常引发线粒体内膜对质子通通透性透性增加,从而使线粒体内膜两侧质子增加,从而使线粒体内膜两侧质子梯度不能形成。梯度不能形成。v主要解偶联剂有主要解偶联剂有2,4-2,4-二硝基酚二硝基酚。第32页三、三、ATPATPv(一)(一)高能化合物高能化合物 化学键水解时放出能量化学键水解时放出能量21KJ/mol21KJ/mol者者,称称高能键高能键。用。用表示。含高能表示。含高能键化合物称键化合物称高能化合物高能化合物。如磷酸肌酸。如磷酸肌酸、乙酰乙酰辅酶辅酶A A、ATPATP、ADPADP等,其中等,其中ATPATP最主要。最主要。第33页(二)(二)、ATPATP生成生成
21、v生成方式生成方式 底物水平磷酸化底物水平磷酸化 氧化磷酸化氧化磷酸化(最主要最主要)第34页底物水平磷酸化:底物水平磷酸化:直接将底物分子中高能键转变为直接将底物分子中高能键转变为ATPATP分子中分子中末端高能磷酸键过程称为末端高能磷酸键过程称为底物水平磷酸化底物水平磷酸化。第35页v底物水平磷酸化见于以下三个反应:底物水平磷酸化见于以下三个反应:1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸+ADP3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸+ATP3-磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸+ADP丙酮酸丙酮酸+ATP琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶琥珀酰琥珀酰CoA+H3PO4+
22、GDP琥珀酸琥珀酸+CoA+GTP第36页(三)能量转移(三)能量转移 、储存和利用、储存和利用v1.1.在生物体内,除了可直接使用在生物体内,除了可直接使用ATPATP供能外,供能外,还使用其它形式高能磷酸键供能,如还使用其它形式高能磷酸键供能,如UTPUTP用用于于糖原合成糖原合成,CTPCTP用于用于磷脂合成磷脂合成,GTPGTP用于用于蛋白质合成蛋白质合成等。等。核苷单磷酸激酶核苷单磷酸激酶NMP+ATPNDP+ADP核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶NDP+ATPNTP+ADP第37页vv2.2.2.2.能量储存和利用能量储存和利用能量储存和利用能量储存和利用vv磷酸肌酸(磷酸肌酸(磷酸肌
23、酸(磷酸肌酸(C C C CP P P P)是是是是骨骼肌骨骼肌骨骼肌骨骼肌和和和和脑组织脑组织脑组织脑组织中中中中能量贮存形能量贮存形能量贮存形能量贮存形式式式式。vv磷酸肌酸中高能磷酸键磷酸肌酸中高能磷酸键磷酸肌酸中高能磷酸键磷酸肌酸中高能磷酸键不能被直接利用不能被直接利用不能被直接利用不能被直接利用,必须先将,必须先将,必须先将,必须先将其高能磷酸键转移给其高能磷酸键转移给其高能磷酸键转移给其高能磷酸键转移给ATPATPATPATP,才能供生理活动之需。,才能供生理活动之需。,才能供生理活动之需。,才能供生理活动之需。vv反应过程由反应过程由反应过程由反应过程由磷酸肌酸激酶(磷酸肌酸激酶
24、(磷酸肌酸激酶(磷酸肌酸激酶(CPKCPKCPKCPK)催化完成。催化完成。催化完成。催化完成。第38页磷酸肌酸激酶作用磷酸肌酸激酶作用第39页ATPATP储存和利用储存和利用ATP ADP 肌酸肌酸 磷酸磷酸肌酸肌酸 氧化磷酸化氧化磷酸化 底物水平磷酸化底物水平磷酸化 PP PP 机械能机械能(肌肉收缩肌肉收缩)渗透能渗透能(物质主动转运物质主动转运)化学能化学能(合成代谢合成代谢)电能电能(生物电生物电)热能热能(维持体温维持体温)第40页第三节微粒体氧化体系第三节微粒体氧化体系v一、微粒体中氧化酶v1.加单氧酶加单氧酶,又称为,又称为混合功效氧化酶混合功效氧化酶,催化,催化氧分子中一个氧
25、原子加到底物分子上(羟化)氧分子中一个氧原子加到底物分子上(羟化),而另一个氧原子则被氢还原成水。此反应,而另一个氧原子则被氢还原成水。此反应过程需过程需Cyt PCyt P450450参加。参加。RH+NADPH+H+O2ROH+NADP+H2O第41页v加双氧酶催化氧分子中两个氧原子添加加双氧酶催化氧分子中两个氧原子添加到底物中带双键两个碳原子上,引发碳到底物中带双键两个碳原子上,引发碳链或碳环断裂,如链或碳环断裂,如色氨酸吡咯酶色氨酸吡咯酶。(O2)色氨酸吡咯酶色氨酸吡咯酶2.2.加双氧酶加双氧酶第42页二、微粒体氧代谢意义二、微粒体氧代谢意义v(一)参加各种生理活性物质合成v加单氧酶系
26、存在于肝、肾、肠等组织细胞微粒体中,以肝和肾上腺组织含量最多,主要参加肾上腺皮质激素、性激素、胆汁酸、胆色素等生成和维生素D3羟化作用。在肝细胞中,还可将胡萝卜素转变为维生素A。第43页v(二)参加非营养物质生物转化作用二)参加非营养物质生物转化作用v体内各种非营养物质在微粒体内氧化后,水体内各种非营养物质在微粒体内氧化后,水溶性增强,便于随胆汁和尿液排除。一些药溶性增强,便于随胆汁和尿液排除。一些药品、毒物在肝中生物氧化过程也是在加氧酶品、毒物在肝中生物氧化过程也是在加氧酶催化下进行。但应该指出是有些致癌物质经催化下进行。但应该指出是有些致癌物质经氧化后可灭活,而有些原来无火星物质经氧氧化后
27、可灭活,而有些原来无火星物质经氧化后可转变为有毒或致癌物质。如黄曲霉毒化后可转变为有毒或致癌物质。如黄曲霉毒素。素。第44页第四节活性氧第四节活性氧v一、活性氧含义和作用v(一)活性氧含义v活性氧是由氧形成、性质极为活泼各种物质总称。包含氧自由基及其衍生物。v氧自由基指带有未配对电子氧原子或含氧化学基团,主要有超氧阴离子 、羟自由基 、烷自由基和烷过氧自由基等。氧自由基化学性质活泼,不稳定,含有较强还原能力。第45页(二)活性氧作用二)活性氧作用 在体内有一定生理作用,如嗜中性粒细胞产在体内有一定生理作用,如嗜中性粒细胞产生生 可用于杀死吞噬进细胞细菌,甲状腺中产生可用于杀死吞噬进细胞细菌,甲
28、状腺中产生 可用于酪氨酸碘化过程,为合成甲状腺素所必需。可用于酪氨酸碘化过程,为合成甲状腺素所必需。超氧负离子化学性质活跃,与超氧负离子化学性质活跃,与 作用可生成性作用可生成性质更活跃羟基自由基质更活跃羟基自由基OHOH。、超氧负离子超氧负离子和羟基自由基等可使和羟基自由基等可使DNADNA氧化、修饰、断裂,还氧化、修饰、断裂,还可氧化蛋白质巯基而使其丧失活性可氧化蛋白质巯基而使其丧失活性 。但对大多数组织来说,若但对大多数组织来说,若 积累过多,会对细积累过多,会对细胞有毒性作用。胞有毒性作用。第46页v自由基还可使细胞膜磷脂分子中多不饱和脂肪酸氧自由基还可使细胞膜磷脂分子中多不饱和脂肪酸
29、氧化生成过氧化脂质化生成过氧化脂质ROOHROOH,引发生物膜损伤(这,引发生物膜损伤(这是因为多不饱和脂肪酸含有双键,化学性质比较活是因为多不饱和脂肪酸含有双键,化学性质比较活跃,易与自由基反应)。所以必须及时将多出跃,易与自由基反应)。所以必须及时将多出H2O2H2O2、自由基去除。、自由基去除。vX X射线及射线及射线致癌作用可能与其促进自由基生成射线致癌作用可能与其促进自由基生成相关。组织老化也与自由基产生亲密相关。另外,相关。组织老化也与自由基产生亲密相关。另外,值得注意是氧是维持生命所必需物质,但也有一定值得注意是氧是维持生命所必需物质,但也有一定毒性,机体长时间在纯氧中呼吸或吸入
30、氧过多,可毒性,机体长时间在纯氧中呼吸或吸入氧过多,可引发呼吸紊乱乃至死亡,这是因为氧不能在体内储引发呼吸紊乱乃至死亡,这是因为氧不能在体内储存,如吸入过多则经生物氧化作用生成大量存,如吸入过多则经生物氧化作用生成大量H2O2H2O2、超氧负离子,后者对机体造成严重损伤。超氧负离子,后者对机体造成严重损伤。第47页二、活性氧去除二、活性氧去除v1.1.过氧化氢去除过氧化氢去除v过氧化物酶体中含有过氧化氢酶和过氧化物过氧化物酶体中含有过氧化氢酶和过氧化物酶,可处理和利用过氧化氢。酶,可处理和利用过氧化氢。v红细胞等组织细胞中含有一个含硒谷胱甘肽红细胞等组织细胞中含有一个含硒谷胱甘肽过氧化物酶,可
31、使过氧化脂质(过氧化物酶,可使过氧化脂质(ROOHROOH)和)和H2O2H2O2与还原型谷胱甘肽(与还原型谷胱甘肽(GSHGSH)反应,从而)反应,从而将它们转变为无毒水或醇。将它们转变为无毒水或醇。第48页v所以,还原型谷胱甘肽(GSH)可保护红细胞膜蛋白、血红蛋白及酶巯基等免受氧化剂毒害,从而维持细胞正常功效。GSSG(氧化型谷胱甘肽)在谷胱甘肽还原酶作用下,由NADPH作为供氢体,又可重新生成GSH(还原型谷胱甘肽)。如NADPH生成障碍(如缺乏6磷酸葡萄糖脱氢酶)谷胱甘肽则不能维持于还原状态,可引发溶血。这种溶血现象可因服用蚕豆及一些药品如磺胺药、阿司匹林而引发,称为蚕豆病。第49页
32、v2.2.超氧负离子去除超氧负离子去除v超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶(SOD)(SOD)是人体防御内外环境中超氧是人体防御内外环境中超氧负离子对本身侵害主要酶。负离子对本身侵害主要酶。SODSOD广泛存在于各种组广泛存在于各种组织中,半衰期极短。胞液中织中,半衰期极短。胞液中SODSOD以以Cu2+Cu2+、Zn2+Zn2+为为辅基,线粒体中辅基,线粒体中SODSOD则以则以Mn2+Mn2+为辅基。二者均可为辅基。二者均可催化超氧负离子氧化还原生成催化超氧负离子氧化还原生成H2O2H2O2与分子氧。与分子氧。v反应过程中,反应过程中,1 1分子超氧负离子还原生成分子超氧负离子还原生成 H2O2 H2O2,另,另1 1分子则氧化生成分子则氧化生成O2O2,故名歧化酶。所以,故名歧化酶。所以SODSOD活性活性下降可引发超氧负离子堆积。超氧负离子对人体有下降可引发超氧负离子堆积。超氧负离子对人体有较强破坏作用,可引发许多疾病。若及时补充较强破坏作用,可引发许多疾病。若及时补充SODSOD可防止或减轻疾病。研究证实:可防止或减轻疾病。研究证实:SODSOD对肿瘤生长有对肿瘤生长有抑制作用,抑制作用,SODSOD活性降低是许多肿瘤特征;活性降低是许多肿瘤特征;SODSOD可可降低动物因缺血所造成心肌区域性梗塞范围和程度。降低动物因缺血所造成心肌区域性梗塞范围和程度。第50页