抗氧化酶生化指标|茁彩生物

抗氧化酶是生物体内一类重要的酶，它们能够有效清除代谢活动产生的活性氧（Reactive oxygen species, ROS），保护生物体内的生物大分子免受活性氧自由基的氧化损伤。在正常的植物细胞中，ROS的产生和清除与抗氧化酶活性的变化之间存在着一种精细的平衡，这种平衡对于维持细胞的正常运作至关重要。

生物体中的抗氧化酶系统主要包括超氧化物歧化酶SOD，过氧化氢酶CAT，过氧化物酶POD、谷胱甘肽过氧化物酶GPx，谷胱甘肽还原酶GR，谷胱甘肽S-转移酶GST等。

超氧化物歧化酶

SOD的主要功能是将超氧阴离子(O2-)转化为氧气(O2)和氢过氧化物(H2O2)。SOD通过催化超氧阴离子的歧化反应，减少了超氧阴离子对细胞的损害。具体来说，SOD会将两个超氧阴离子结合在一起，形成一个过氧化氢和一个氧分子。过氧化氢随后被GSH-Px和CAT进一步降解。

过氧化氢酶

过氧化氢酶是一种能够催化过氧化氢（H₂O₂）分解成氧气（O₂）和水（H₂O）的酶。它属于抗氧化酵素系统的重要成员，也被称为触酶。过氧化氢酶的结构中，铁卟啉是其关键的辅基，这使得它能够在生物体内高效地发挥其催化作用。

过氧化氢酶普遍存在于能呼吸的生物体内，这体现了其生命活动的重要性。在植物中，它主要存在于叶绿体、线粒体、内质网等细胞器中，这些细胞器在植物的生长和代谢过程中起着关键作用。而在动物体内，过氧化氢酶则主要存在于肝脏和红细胞中，这些部位对于动物的生理功能同样至关重要。

过氧化氢酶的主要生物功能是在细胞中促进过氧化氢的分解。过氧化氢是一种潜在的毒性物质，如果其在细胞内积累过多，可能会进一步产生毒性更大的氢氧自由基（·OH），从而对细胞造成损害。过氧化氢酶通过催化过氧化氢的分解，有效地降低了这种风险，从而保护了细胞的正常生理功能。

过氧化物酶

过氧化物酶（POD）是过氧化物酶体的标志酶，是一类氧化还原酶。植物体中含有大量过氧化物酶体，是活性较高的一种酶。它与呼吸作用、光合作用及生长素的氧化等都有关系。在植物生长发育过程中它的活性不断发生变化。一般老化组织中活性较高，幼嫩组织中活性较弱。这是因为过氧化物酶能使组织中所含的某些碳水化合物转化成木质素，增加木质化程度。

谷胱甘肽过氧化物酶

谷胱甘肽过氧化物酶是机体内广泛存在的一种重要的过氧化物分解酶。其活性中心是硒半胱氨酸，这一结构特性使得GSH-Px能够高效地催化过氧化物的分解反应。硒作为GSH-Px酶系的组成成分，对于维持其活性和功能至关重要。

生理功能：

• 催化过氧化物分解：

GSH-Px能够催化还原型谷胱甘肽（GSH）转化为氧化型谷胱甘肽（GSSG），同时使有毒的过氧化物还原成无毒的羟基化合物。这一过程中，硒半胱氨酸活性中心发挥着关键作用。通过这一催化作用，GSH-Px能够保护细胞膜的结构及功能不受过氧化物的干扰及损害，从而维持细胞的正常生理功能。

• 参与抗氧化体系：

GSH-Px是机体内抗氧化体系的重要组成部分，与超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）等协同作用，共同清除体内过剩的自由基和过氧化物。这有助于减少氧化应激对机体的损伤，提高机体的抗氧化能力和免疫力。

• 活力与硒水平的关系：

GSH-Px的活力大小可以反映机体硒水平。硒作为GSH-Px的必需元素，其含量直接影响GSH-Px的活性和功能。机体硒水平的变化会影响GSH-Px的活力，进而影响机体的抗氧化能力和健康状况。因此，通过检测GSH-Px的活力，可以间接评估机体的硒营养状况和抗氧化能力。

• NADPH与GSH-Px活力的关系

NADPH的减少量与谷胱甘肽过氧化物酶的活力线性相关。在GSH-Px催化GSH产生GSSG的过程中，会消耗NADPH。因此，通过检测NADPH的减少量，可以推算出GSH-Px的活力水平。这一关系为研究GSH-Px的活性提供了重要的实验依据。

谷胱甘肽还原酶

氧化还原体系中最为重要的酶之一，是维持细胞中还原型谷胱甘肽（GSH）含量的主要黄素酶。谷胱甘肽还原酶是一种黄素酶，它含有核黄素衍生物黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）作为辅基。这种酶在NADPH的参与下，能够催化氧化型谷胱甘肽（GSSG）转化为还原型谷胱甘肽（GSH）。

生理功能

• 维持GSH含量：谷胱甘肽还原酶是维持细胞中GSH含量的主要酶类。GSH是一种重要的抗氧化剂，能够保护蛋白质分子中的-SH免遭氧化，从而保护巯基蛋白和酶的活性。

• 防止血红蛋白氧化分解：GSH在防止血红蛋白的氧化分解方面起着重要作用。血红蛋白的氧化分解会导致红细胞破裂和溶血性贫血，而谷胱甘肽还原酶通过维持GSH的含量，有助于防止这种氧化分解过程的发生。

• 维持巯基蛋白活性：巯基蛋白是一类含有巯基（-SH）的蛋白质，它们在细胞内发挥着重要的生理功能。谷胱甘肽还原酶通过维持GSH的含量，有助于保持巯基蛋白的活性和还原性。

• 保证细胞完整性：GSH在维持细胞膜的完整性和稳定性方面也起着重要作用。谷胱甘肽还原酶通过催化GSSG转化为GSH，有助于保持细胞膜的完整性和稳定性，从而防止细胞受到氧化应激的损伤。

谷胱甘肽S-转移酶

谷胱甘肽S移换酶(glutathione S-transferase，GST)是谷胱甘肽结合反应的关键酶，催化谷胱甘肽结合反应的起始步骤。在生物体遇到逆境时，为保护生物体免受逆境的损害，GsTs常发挥其脱毒与抗氧化的功能。在遇到有机污染物、重金属等逆境时，生物体常依靠其体内GSTs活性的增加来保护机体免受损害。此外，某些GSTs还具有谷胱甘肽过氧化酶活性、 异构酶活性、巯基转移酶活性。GSTs也具有非催化的功能，如结合非底物配体、作为一个植物化学物质的运载体、调节信号传递过程、调节细胞的氧化还原稳态、调节细胞程序衰老。