过氧化物酶体(peroxisome)

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教材研究:教材中没有出现过氧化物酶体,但试题中经常出现,另外,它和溶酶体有什么区别?
过氧化物酶体由J.
从系统发生的角度来看,过氧化物酶体可能是一种古老的细胞器,在光合生物出现后,大气中的氧含量逐渐提高,而细胞内的氧对早期的生物具有毒害作用,过氧化物酶体的功能就是消除细胞内的氧,并产生细胞所需要的某些代谢物。虽然在过氧化物酶体中黄素蛋白、氧化酶和过氧化氢酶之间可以形成一个简单的呼吸链,但不起能量转换的作用。后来线粒体产生后就取代了过氧化物酶体的这种功能,并且其电子传递与ATP合成相偶联。
一、过氧化物酶体的结构
过氧化物酶体是一种细胞器,存在于一切真核细胞内,含有约40余种氧化酶和触酶,主要功能是催化脂肪酸的β-氧化,将极长链脂肪酸分解为短链脂肪酸。过氧化物酶体是由一层单位膜包裹的囊泡,直径约为0.5~1.0μm,
与溶酶体不同,过氧化物酶体不是来自内质网和高尔基体,因此它不属于内膜系统的膜结合的细胞器。过氧化物酶体普遍存在于真核生物的各类细胞中,但在肝细胞和肾细胞中数量特别多。过氧化物酶体含有丰富的酶类,主要是氧化酶,过氧化氢酶和过氧化物酶。氧化酶可作用于不用的底物,其共同特征是氧化底物的同时,将氧还原成过氧化氢。
过氧化物酶体的标志酶是过氧化氢酶,它的作用主要是将过氧化氢水解。过氧化氢是氧化酶催化的氧化还原反应中产生的细胞毒性物质,氧化酶和过氧化氢酶都存在于过氧化物酶体中,从而对细胞起保护作用。
二、过氧化物酶体的生理作用
1.使毒性物质失活
这种作用是过氧化氢酶利用过氧化氢氧化各种底物,如酚、甲酸、甲醛和乙醇等,氧化的结果使这些有毒性的物质变成无毒性的物质,同时也使H2O2进一步转变成无毒的H2O。这种解毒作用对于肝、肾特别重要,
2.对氧浓度的调节作用
过氧化物酶体与线粒体对氧的敏感性是不一样的,线粒体氧化所需的最佳氧浓度为2%左右,增加氧浓度,并不提高线粒体的氧化能力。过氧化物酶体的氧化率是随氧张力增强而成正比地提高。因此,在低浓度氧的条件下,线粒体利用氧的能力比过氧化物酶体强,但在高浓度氧的情况下,过氧化物酶体的氧化反应占主导地位,这种特性使过氧化物酶体具有使细胞免受高浓度氧的毒性作用。
3.脂肪酸的氧化
动物组织中大约有25~50%的脂肪酸是在过氧化物酶体中氧化的,其他则是在线粒体中氧化的。另外,由于过氧化物酶体中有与磷脂合成相关的酶,所以过氧化物酶体也参与脂的合成。
4.含氮物质的代谢
在大多数动物细胞中,尿酸氧化酶对于尿酸的氧化是必需的。尿酸是核苷酸和某些蛋白质降解代谢的产物,尿酸氧化酶可将这种代谢废物进一步氧化去除。另外,过氧化物酶体还参与其他的氮代谢,如转氨酶催化氨基的转移。