过氧化氢酶(catalase,CAT)是生物体内抗氧化防御系统的关键酶之一,在清除过氧化氢而避免机体产生氧化应激的过程中起重要作用。它在自然界分布极广,几乎从动物到植物,甚至从人到单细胞生物,都有它的存在,被视为生命科学中最具神奇魔力的酶及机体内的垃圾清道夫。
CAT广泛存在于人体、动物、植物和微生物中。植物的细胞器、动物肝脏及细胞还有大多数细菌、放线菌等微生物中都含有该酶。
过氧化氢酶在在机体中的分布
1、CAT存在于机体
CAT按来源可分,真核CAT和原核CAT。真核CAT主要来源于动、植物组织中;原核CAT主要来源于微生物。
2、CAT存在于组织
不同生物机体内CAT含量差异很大,肝脏中含量最高,结缔组织中含量最低。存在于肝脏、肾脏、肺脏、血液、胎盘、脑、骨骼肌、心脏等。
3、CAT存在于细胞
在机体内,CAT主要存在于肝的实质细胞、红细胞、心肌细胞、成纤维细胞、线粒体、过氧化物酶体、胞质、胞浆中。研究发现,CAT大部分存在肝的实质细胞和过氧化物酶体细胞以及红细胞的细胞质中,还有一小部分存在于人脑、骨骼肌和肾以及心肌细胞的线粒体中。
过氧化氢酶在机体中的研究应用:
CAT是一种新型、功能性酶制剂,其主要功能与特点体现在以下几方面:
1、CAT抗细胞衰老
生物体在进行呼吸代谢的过程中会产生氧活性物质(ROS),如H2O2;这种物质有比较高的氧化性,会伤害细胞膜及细胞中的正常生物大分子如蛋白质和DNA等。过氧化氢酶存在于细胞的过氧化物体内,可以将H2O2催化分解成H2O和O2,从而减轻氧活性物质对自体的损伤。
2、CAT保护肝脏
CAT存在于所有已知的动物的各个组织中,特别在肝脏中以高浓度存在。这是因为肝脏是机体中的化工厂,要进行大量的分解合成代谢,产生H2O2的速度很快,所以需要高浓度CAT工作,用以保护肝细胞,保护肝脏。
3、CAT保护肠道细胞
肠上皮细胞是肠黏膜屏障组成中最重要的细胞成分,肠黏膜屏障遭到破坏时,伴随着ROS的增加,ROS作为细胞内第二信使可以激活多种转录因子,调控致炎细胞因子和化学因子的过度表达,加重肠黏膜屏障功能的损坏。CAT作为ROS的清除剂,减少肠黏膜内ROS的数量,减弱ROS的第二信使作用,从而起到保护肠黏膜的作用。
综上所述,CAT除作为机体功能性酶制剂,也用于食品工业、纺织业、美容业等生产中,其催化效率高效迅速,具有优越的发展前景。