乙醇脫氫酶簡介
乙醇脫氫酶(Alcohol dehydrogenase,簡稱ADH)的系統(tǒng)名為:乙醇:輔酶I氧化還原酶(alcohol:NAD+ oxidoreductase),大量存在于人和動物肝臟、植物及微生物細胞之中,是一種含鋅金屬酶,具有廣泛的底物特異性。乙醇脫氫酶夠以腺嘌呤二核苷酸(NAD)為輔酶,催化伯醇和醛之間的可逆反應:CH3CH2OH+ NAD+→ CH3CHO +NADH+ H+。在人和哺乳動物體內(nèi),乙醇脫氫酶與乙醛脫氫酶(ALDH)構(gòu)成了乙醇脫氫酶系,參與體內(nèi)乙醇代謝,是人和動物體內(nèi)重要的代謝酶。作為生物體內(nèi)主要短鏈醇代謝的關鍵酶,它在很多生理過程中起著重要作用。它是一種廣泛專一性的含鋅金屬酶。乙醇脫氫酶乙醇氧化體系是在肝臟中代謝酒精的一條主要途徑。乙醇脫氫酶氧化體系包括醇脫氫酶(ADH)和醛脫氫酶(ALDH)。
乙醇脫氫酶演化發(fā)現(xiàn)
生物遺傳的許多證據(jù)表明,谷胱甘肽甲醛脫氫酶與ADH3一樣,可能是整個乙醇脫氫酶家族的祖先。早在進化時,有效消除內(nèi)源性和外源性甲醛的方法就很重要,并且這種能力已經(jīng)通過時間保留在了ADH3中。由于基因的一系列突變,ADH3的重復基因演變?yōu)槠渌囊掖济摎涿?。?jù)認為,在酵母中發(fā)現(xiàn)了將糖類轉(zhuǎn)化為酒精的的能力,酵母細胞可以通過產(chǎn)生高濃度的酒精,使其他生物體中毒,以有效地消除它們的競爭。由于腐爛的水果可以包含超過4%的乙醇,動物吃水果需要一個系統(tǒng)來代謝外源乙醇。 這可以解釋為什么其他物種比酵母更需要乙醇脫氫酶ADH。
分離出乙醇脫氫酶(ADH)是在1937年,是從釀酒酵母(面包酵母)中純化得到的。Hugo Theorell和他的同事研究了馬肝臟中乙醇脫氫酶催化機理的很多方面。乙醇脫氫酶還是首先測定了氨基酸序列以及蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的寡聚酶之一。在1960年初,在果蠅屬果蠅中也發(fā)現(xiàn)了乙醇脫氫酶。
乙醇脫氫酶性質(zhì)
乙醇脫氫酶是一個質(zhì)量為80kDa的二聚體,包括一組同工酶,這些同工酶都能夠?qū)⒁掖嫁D(zhuǎn)化為乙醛。在哺乳動物中,這是一個涉及輔酶腺嘌呤二核苷酸(NAD+)的氧化還原反應。乙醇脫氫酶負責催化氧化伯醇和二級醇成為醛和酮,另外也可以影響它們的逆反應。但是對于伯醇,這種催化作用并不強,而在二級醇和環(huán)醇中催化作用較強。乙醇脫氫酶的zui適作用pH值在7.0-10.0,pH值為8.0時酶活力達到zui大,pH值為7.0時酶活力較為穩(wěn)定;ADH的zui適作用溫度為37℃,溫度為30-40℃時酶活力較穩(wěn)定,溫度超過45℃后酶活力急劇下降。
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