超氧化歧化酶、过氧化氢酶与抗衰老
3页1、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:
2、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
3、,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
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