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氧气是否抑制无氧呼吸酶活性

(2012-10-16 15:01:55)
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杂谈

丙酮酸通入到细胞溶胶中,当然是不会得到酒精的,原因是没有NADH(还原氢),所以单纯的丙酮酸在细胞溶胶中只能分解为乙醛和二氧化碳,不能还原形成酒精,这与氧气是否抑制呼吸酶活性是没有关系的。

那氧气到底会不会抑制无氧呼吸酶的活性呢?我觉得是不会的。理由有:

一、能影响酶活性的因素有温度、pH值等,这些是会影响酶的空间结构的(低温不影响结构,只是使化学反应变慢),氧气会改变蛋白质的结构吗?显然不会。此外影响酶活性的还有辅助因子,其实也是影响到酶的活性中心,氧气与此也无关。再有就是产物多了,会有产物抑制,导致化学反应速率降低,直观表现为酶活性降低,但氧气显然不属于无氧呼吸的产物。总之,说氧气抑制无氧呼吸酶活性,从原理上说不过去。

二、那么,有氧气的时候为什么会抑制无氧呼吸呢?这得分情况讨论。对于厌氧生物来说,氧气会对厌氧生物的膜结构等产生破环作用,因为厌氧生物缺乏超氧化物歧化酶及过氧化氢酶,不能除去一些过氧化物,所以氧气对它们来说是有毒的,结构破坏了,呼吸自然也就难以进行了。此外氧气还会使溶液中的氧化还原电位升高,而厌氧生物酶需要较低的氧化还原电位,所以有氧情况下厌氧生物细胞内的酶活性确实会下降(但好氧生物及兼性厌氧生物不会,因为好氧生物细胞中的酶需要较高的氧化还原电位,而兼性型则可以适应较宽幅度的氧化还原电位)。对于好氧生物或兼性厌氧生物来说,氧气之所以抑制厌氧呼吸,在于有氧呼吸加强。一方面有氧呼吸产生ATP较多,ADP相应减少,反馈抑制了糖酵解速率;另一方面丙酮酸及NADH被转运至线粒体内反应,细胞溶胶中两者的含量降低,低到一定程度厌氧呼吸第二阶段就不能进行了。相当于有氧呼吸与厌氧呼吸竞争第一阶段的产物,氧气充足时,丙酮酸可被主动转运至线粒体,而且产能多,第一阶段减弱,丙酮酸本身产得少了,因此厌氧呼吸第二阶段竞争不到底物。

三、低氧时,有氧呼吸与厌氧呼吸共存,这是因为产能不够多,第一阶段产物还较多,而有氧呼吸速率低,所以厌氧呼吸第二阶段依然可以竞争到底物。从两者可以共存,我们也可以看出氧气不会破坏厌氧呼吸酶的活性。

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