(一)氧化反应

1.微粒体氧化酶系

微粒体氧化酶系在生物转化的氧化反应中占有重要的地位。它是需细胞色素P450的氧化酶系,能直接激活分子氧,使一个氧原子加到作用物分子上,故称加单氧酶系(monooxygenase)。由于在反应中一个氧原子掺入到底物中,而一个氧原子使NADPH氧化而生成水,即一种氧分子发挥了两种功能,故又称混合功能氧化酶(mixedfunction oxidase)。亦可称为羟化酶。加单氧酶系的特异性较差,可催化多种有机物质进行不同类型的氧化反应。

(1)加单氧酶系的组成

加单氧酶系由NADPH,NADPH细胞色素P450还原酶及细胞色素P450组成。NADPH-细胞色素P450还原酶以FAD和FMN为辅基。二者比例为1:1。细胞色素P450是以铁卟啉原IX为辅基的b族细胞色素,含有与氧和作用物结合的部位。

(2)加单氧酶系反应过程

加单氧酶系催化总反应式如下:

NADPH+H++O2+RH→NADP++H2O+ROH

反应中作用物氧化生成羟化物。细胞色素P450含单个血红素辅基,只能接受一个电子,而NADPH是2个电子供体,NADPH-P450还原酶则既是2个电子受体又是1个电子的供体。正好沟通此电子传递链。作用物经加单氧酶系氧化的步骤见图11-2。

氧化与还原型FAD与FMN

图11-1 氧化与还原型FAD与FMN

加单氧酶系的反应过程

图11-2 加单氧酶系的反应过程

(3)加单氧酶系的生理意义及作用特点

加单氧酶系的生理意义是参与药物和毒物的转化。经羟化作用后可加强药物或毒物的水溶性有利于排泄。如甲苯为常用化工原料,在肝脏经加氧羟化生成对-甲酸,极性增强,易于排出体外。另外,维生素D3羟化为具有生物活性的25-(OH)D3。

加单氧酶系酶可诱导生成,如苯巴比妥类药物可诱导加单氧酶的合成,长期服用此类药物的病人,对异戊巴比妥,氨基比林等多种药物的转化及耐受能力亦同时增强。

2.线粒体单胺氧化酶系

胺氧化酶属于黄素酶类,存在于线粒体中,可催化组胺、酪胺、尸胺、腐胺等肠道腐败产物氧化脱胺,生成相应的醛类。例如:

加单氧酶系的反应过程

3.脱氢酶系

胞液中含有以NAD+为辅酶的醇脱氢酶与醛脱氢酶,分别催化醇或醛脱氢,氧化生成相应的醛或酸类。如:

加单氧酶系的反应过程