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過氧化物酶體的發(fā)現(xiàn)及所含酶類[細(xì)胞生物學(xué)]

發(fā)布時(shí)間:2011-10-18 共1頁

  過氧化物酶體(peroxisome)

  1954年,在電子顯微鏡下檢查腎小管時(shí)發(fā)現(xiàn)一種膜結(jié)合的顆粒(圖7-41),直徑約為0.5~1.0μm.由于不知道這種顆粒的功能,將它稱為微體(microbody)。微體有兩種主要類型∶過氧化物酶體和乙醛酸循環(huán)體(glyoxysomes),后者只在植物中發(fā)現(xiàn)。

圖7-41 動(dòng)物細(xì)胞中的過氧化物酶體

  圖示鼠肝細(xì)胞的過氧化物酶體的電子顯微鏡照片,每一個(gè)微體中有一個(gè)晶核,動(dòng)物細(xì)胞微體中的晶核幾乎都是尿酸氧化酶。

  過氧化物酶體的發(fā)現(xiàn)及所含酶類

  ■ 過氧化物酶體的發(fā)現(xiàn)

  過氧化物酶體、溶酶體都是de Duve 和他的同事發(fā)現(xiàn)的,發(fā)現(xiàn)的過程很簡單,但是實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)卻給我們以極大的啟發(fā)。

  ● 離心分離實(shí)驗(yàn)

  de Duve和他的同事通過梯度離心分離到溶酶體之后發(fā)現(xiàn)至少有一種酶與溶酶體酶的性質(zhì)不同: 尿酸氧化酶不是酸性水解酶,但離心時(shí)總是與酸性水解酶在一起, 只是沉降行為稍有不同。

  通過蔗糖密度梯度離心,發(fā)現(xiàn)尿酸氧化酶存在的密度區(qū)是1.25g/cm3,而線粒體和溶酶體分別是1.19g/cm3和1.20g/cm3~1.24g/cm3,由于密度差異太小,而溶酶體自身的密度范圍又很寬,如何將尿酸氧化酶與溶酶體的酶分開?

  他們根據(jù)一次偶然的實(shí)驗(yàn)觀察,設(shè)計(jì)了一個(gè)很好的方法:用一種去垢劑Triton WR1339注射小鼠,這種去垢劑在細(xì)胞內(nèi)主要積累在溶酶體中,并使溶酶體的浮力密度降低到1.1-1.14g/cm3,這樣就可以將尿酸氧化酶與溶酶體和線粒體分開。

  ● 酸性磷酸酶和過氧化氫酶的釋放實(shí)驗(yàn)

  用去垢劑(毛地黃皂苷)破壞細(xì)胞器使之釋放酸性磷酸酶和過氧化氫酶。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明要加十倍量的去垢劑才能釋放過氧化氫酶(圖7-42),這就說明溶酶體和過氧化物酶體是兩種不同的細(xì)胞器,兩種細(xì)胞器的膜對去垢劑的耐受性是不同的。

圖7-42 酸性磷酸酶和過氧化氫酶釋放實(shí)驗(yàn)

  ● 過氧化物酶體的酶類

  過氧化物酶體含有豐富的酶類,目前已知的有40余種,主要是氧化酶、過氧化氫酶和過氧化物酶(表7-8)。

表7-8 微體中發(fā)現(xiàn)的主要酶類

鼠肝 植物種子 植物葉
過氧化氫酶 + + +
尿酸氧化酶 + + +
D-氨基酸氧化酶 + + -
L-氨基酸氧化酶 ± + -
L-α-羥酸氧化酶 + + +
乙醇酸氧化酶 + + +
脂肪酸β-氧化酶 + + -
檸檬酸合成酶 - + -
順烏頭酸酶 + -
異檸檬酸裂解酶 - + -
馬來酸合成酶 - + -
馬來酸脫氫酶 - + +
乙醛酸還原酶 + - +
乙醛酸轉(zhuǎn)氨酶 - - +

  說明:+:存在,-;:不存在;空白:未測。

  ● 氧化酶(oxidase)氧化酶作用于不同的底物,其共同特征是氧化底物的同時(shí),將氧還原成過氧化氫:

  RH2 + O2 → R + H2O2

  ● 過氧化氫酶(catalase) 過氧化氫酶是過氧化物酶體的標(biāo)志酶,它的作用是使過氧化氫還原成水: 2H2O2→ O2 + 2H2O。

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