超氧化歧化酶、过氧化氢酶与抗衰老

超氧化歧化酶、过氧化氢酶与抗衰老胡征善一、自由基与过氧化氢的危害在人体内的新陈代谢中，物质氧化时氧气转化为超氧阴离子自由基（O2），其结构如下：粗略地说O原子间三电子键或单电子很活泼，用其分子轨道更可以说明：分子轨道表示式： 1s2 1s2 2s2 2s2 2px2 2pz2 2py2 2py2 2pz1 反键上的单电子能量很高，破坏能力很强。O2进一步转化为毒性更强的过氧化氢（H2O2）和羟自由基（OH）。过氧化氢及自由基是万病之源，加快从皮肤到内部器官整个肌体衰老过程，诱发皮肤病变、心血管疾病、癌症等，严重危害人体健康。H2O2可穿透大部分细胞膜，它比O2（不能穿透细胞膜）具有更强的细胞毒性，穿透细胞膜后与细胞内O2和铁螯合物作用生成毒性更强的羟自由基（OH）。二、酶的催化作用超氧化物歧化酶（SOD）可使O2歧化为H2O2和O2，过氧化氢酶（CAT）主要存在于红细胞及某些组织细胞内微体（即过氧化体）中，主要作用是催化H2O2分解。CAT是所有酶中催化效率最高的酶之一，每个CAT每秒钟可催化数百万个H2O2分解。（1） 超氧化物歧化酶（SOD）按金属辅基分有三类：Cu/Zn-SOD：呈蓝绿色，主要存在于真核细胞的细胞质内，被认为存在于比较原始的生物类群中且分布最广的一种。Mn-SOD：呈粉红色，主要存在于原核生物和真核生物的线粒体中。大多数原始的无脊椎动物细胞中都存在Cu/Zn-SOD，脊椎动物则一般含有Cu/Zn-SOD和Mn-SOD。人、鼠、猪、牛等红细胞和肝细胞中含Cu/Zn-SOD，且其主要存在于细胞质，同时也存在于线粒体内外膜之间。而从人和动物肝细胞中也纯化了Mn-SOD，其一般存在于线粒体基质中。真菌里一般含Mn-SOD和Cu/Zn-SOD。类囊体膜上结合着Mn-SOD，而多数藻类中不含Cu/Zn-SOD。Fe-SOD：呈黄褐色，主要存在于原核细胞中。大多数真核藻类在其叶绿体基质中存在Fe-SOD它们可以有效地清除超氧阴离子自由基，避免其对细胞过度的损伤，具有抗氧化、抗辐射及抗衰老等功能。（2）过氧化氢酶（CAT）是以铁卟啉为辅基的结合酶，广泛存在于所有已知动物的各个组织中，尤其是肝脏中以高浓度存在。3、 模拟实验 原料：30%H2O2，肥皂水或洗洁精，催化剂(KI或动物血液或硫酸铜溶液或二氧化锰)，色素操作：在多个大量杯中加入10 mL30%H2O2，然后分别加入各种不同颜色的色素和适量肥皂水或洗洁精(起泡剂)。趣味实验可在网上搜索大象牙膏【2014年高考全国I卷】已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ，在含少量I的溶液中，H2O2分解的机理为： H2O2+IH2O+IO 慢 H2O2+IOH2O+O2+I 快下列有关该反应的说法正确的是（） A反应速率与II-的浓度有关 BIO也是该反应的催化剂 C反应活化能等于98 kJmol1 Dv(H2O2)=v(H2O)=v(O2)【解析】A选项：I催化H2O2分解慢反应的速率方程：v=kc(H2O2)c(I)H2O2分解速率与I浓度有关，但当温度一定，H2O2和I起始浓度一定时，其分解速率随H2O2浓度不断减小而减小，但催化剂I浓度不随反应的进行而改变，所以当I起始浓度一定，该反应属一级反应，此反应级数称为准一级或拟一级：v=kc(H2O2) 式中k=kc(I)很显然，温度和H2O2起始浓度相同时，加入I的浓度不同的多个不同实验，I浓度越大，反应速率越快（反应越剧烈），单位时间内收集的O2越多。该反应机理说明I是催化剂，IO是中间产物；反应的活化能E活不是反应焓变H；平均反应速率：v(H2O2)=v(H2O)=2v(O2)【答案】A【点评】本题当年高考抽样统计：难度为0.359，区分度为0.306。 3 / 3