生物氧化概述（一）

  体内大部分物质都可进行氧化反应，在生物体内进行的氧化反应与体外氧化反应有许多共同之处：它们都遵循氧化反应的一般规律，常见的氧化方式有脱电子、脱氢和加氧等类型；最终氧化分解产物是CO2和H2O，同时释放能量。但是生物氧化反应又有其特点：①体外氧化反应主要以热能形式释放能量；而生物氧化主要以生成ATP方式释放能量，为生物体所利用。②其最大区别在于：体外氧化往往在高温，强酸，强碱或强氧化剂的催化下进行；而生物氧化是在恒温(37℃)和中性pH环境下进行，催化氧化反应的催化剂是酶。

　　一、生物氧化酶类

　　体内催化氧化反应的酶有许多种，按照其催化氧化反应方式不同可分为三大类。

　　(一)脱氢氧化酶类

　　这一类中依据其反应受氢体或氧化产物不同，又可以分为三种。

　　1.氧化酶类(oxidases)

　　氧化酶直接作用于底物，以氧作为受氢体或受电子体，生成产物是水。氧化酶均为结合蛋白质，辅基常含有Cu2+，如细胞色素氧化酶、酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶等。抗坏血酸氧化酶可催化下述反应：

　　2.需氧脱氢酶类(aerobic dehydrogenases)

　　需氧脱氢酶以FAD或FMN为辅基，以氧为直接受氢体，产物为H2O2或超氧离子(O2)，某些色素如甲烯蓝(methylene blue,MB)、铁氰化钾(［K3Fe(CN)6］、二氯酚靛酚可以作为这类酶的人工受氢体。如D氨基酸氧化酶(辅基FAD)、L-氨基酸氧化酶(辅基FMN)、黄嘌呤氧化酶(辅基FAD)、醛脱氢酶(辅基FAD)、单胺氧化酶(辅基FAD)、二胺氧化酶等。

　　粒细胞中NADH氧化酶和NADPH氧化酶也是需氧脱氢酶，它们催化下述反应：

　　超氧离子在超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)催化下生成H2O2与O2：

　　3.不需氧脱氢酶类(anaerobic dehydrogenases)

　　这是人体内主要的脱氢酶类，其直接受氢体不是O2，而只能是某些辅酶(NAD+、NADP+)或辅基(FAD、FMN)，辅酶或辅基还原后又将氢原子传递至线粒体氧化呼吸链，最后将电子传给氧生成水，在此过程中释放出来的能量使ADP磷酸化生成ATP，如3磷酸甘油醛脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、细胞色素体系等。

　　4.加氧酶类(oxygenases)

　　顾名思义，加氧酶催化加氧反应。根据向底物分子中加入氧原子的数目，又可分为加单氧酶(monooxygenase)和加双氧酶(dioxygenase)。

　　(1)加单氧酶　又称为多功能氧化酶、混合功能氧化酶(mixed function oxidase)、羟化酶(hydroxylase)。加单氧酶催化O2分子中的一个原子加到底物分子上使之羟化，另一个氧原子被NADPH+H+提供的氢还原生成水，在此氧化过程中无高能磷酸化合物生成，反应如下：

　　加单氧酶实际上是含有黄素酶及细胞色素的酶体系，常常是由细胞色素P450、NADPH细胞色素P450还原酶、NADPH和磷脂组成的复合物。细胞色素P450是一种以血色素为辅基的b族细胞色素，其中的Fe3+可被Na2S2O3等还原为Fe2+，还原型的细胞色素P450与CO结合后在450nm有最大吸收峰，故名细胞色素P450，它的作用类似于细胞色素aa3，能与氧直接反应，将电子传递给氧，因此也是一种终末氧化酶。