過(guò)氧化氫酶(catalase,CAT)是生物體內(nèi)抗氧化防御系統(tǒng)的關(guān)鍵酶之一,在清除過(guò)氧化氫而避免機(jī)體產(chǎn)生氧化應(yīng)激的過(guò)程中起重要作用。它在自然界分布極廣,幾乎從動(dòng)物到植物,甚至從人到單細(xì)胞生物,都有它的存在,被視為生命科學(xué)中最具神奇魔力的酶及機(jī)體內(nèi)的垃圾清道夫。
CAT廣泛存在于人體、動(dòng)物、植物和微生物中。植物的細(xì)胞器、動(dòng)物肝臟及細(xì)胞還有大多數(shù)細(xì)菌、放線菌等微生物中都含有該酶。
過(guò)氧化氫酶在在機(jī)體中的分布
1、CAT存在于機(jī)體
CAT按來(lái)源可分,真核CAT和原核CAT。真核CAT主要來(lái)源于動(dòng)、植物組織中;原核CAT主要來(lái)源于微生物。
2、CAT存在于組織
不同生物機(jī)體內(nèi)CAT含量差異很大,肝臟中含量最高,結(jié)締組織中含量最低。存在于肝臟、腎臟、肺臟、血液、胎盤(pán)、腦、骨骼肌、心臟等。
3、CAT存在于細(xì)胞
在機(jī)體內(nèi),CAT主要存在于肝的實(shí)質(zhì)細(xì)胞、紅細(xì)胞、心肌細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、線粒體、過(guò)氧化物酶體、胞質(zhì)、胞漿中。研究發(fā)現(xiàn),CAT大部分存在肝的實(shí)質(zhì)細(xì)胞和過(guò)氧化物酶體細(xì)胞以及紅細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中,還有一小部分存在于人腦、骨骼肌和腎以及心肌細(xì)胞的線粒體中。
過(guò)氧化氫酶在機(jī)體中的研究應(yīng)用:
CAT是一種新型、功能性酶制劑,其主要功能與特點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾方面:
1、CAT抗細(xì)胞衰老
生物體在進(jìn)行呼吸代謝的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生氧活性物質(zhì)(ROS),如H2O2;這種物質(zhì)有比較高的氧化性,會(huì)傷害細(xì)胞膜及細(xì)胞中的正常生物大分子如蛋白質(zhì)和DNA等。過(guò)氧化氫酶存在于細(xì)胞的過(guò)氧化物體內(nèi),可以將H2O2催化分解成H2O和O2,從而減輕氧活性物質(zhì)對(duì)自體的損傷。
2、CAT保護(hù)肝臟
CAT存在于所有已知的動(dòng)物的各個(gè)組織中,特別在肝臟中以高濃度存在。這是因?yàn)楦闻K是機(jī)體中的化工廠,要進(jìn)行大量的分解合成代謝,產(chǎn)生H2O2的速度很快,所以需要高濃度CAT工作,用以保護(hù)肝細(xì)胞,保護(hù)肝臟。
3、CAT保護(hù)腸道細(xì)胞
腸上皮細(xì)胞是腸黏膜屏障組成中最重要的細(xì)胞成分,腸黏膜屏障遭到破壞時(shí),伴隨著ROS的增加,ROS作為細(xì)胞內(nèi)第二信使可以激活多種轉(zhuǎn)錄因子,調(diào)控致炎細(xì)胞因子和化學(xué)因子的過(guò)度表達(dá),加重腸黏膜屏障功能的損壞。CAT作為ROS的清除劑,減少腸黏膜內(nèi)ROS的數(shù)量,減弱ROS的第二信使作用,從而起到保護(hù)腸黏膜的作用。
綜上所述,CAT除作為機(jī)體功能性酶制劑,也用于食品工業(yè)、紡織業(yè)、美容業(yè)等生產(chǎn)中,其催化效率高效迅速,具有優(yōu)越的發(fā)展前景。