植物常见氧化酶总结

常见酶总结

1.交替氧化酶（AOX, Alternative Oxidase）

（1）反应式：UQH₂ + O₂ → UQ + H₂O

（2）功能机制：电子传递的旁路途径，绕过复合体III和IV

• 低温、干旱、磷缺、高光或抑制呼吸链毒素时，AOX此时开启，绕开受损主链

• 避免电子堆积引发ROS爆发；热带植物、种子萌发期、花器官发育中活性显著

2.多酚氧化酶（PPO, Polyphenol oxidase）

（1）反应式：单酚 + O₂ → 醌 + H₂O

（2）功能机制：储存于液泡或叶绿体，在组织损伤/机械刺激后暴露于O₂

• 将酚类（如儿茶素）氧化为醌类，后者聚合形成黑褐色素，导致果实褐变
• 醌类具有细胞毒性/抗菌活性，帮助抵御病原微生物/昆虫，为植物原生防御系统

3.脂氧合酶（LOX, Lipoxygenase）

（1）反应式（简化）：亚麻酸 + O₂ → 13-HPOT / 9-HPOT

（2）功能机制：在叶绿体膜中将不饱和脂肪酸加氧生成过氧化物

• 合成JA的直接前体13-HPOT → 启动抗虫伤害通路
• LOX活性强弱决定植物对机械伤害和昆虫咀嚼的响应速度

4.醛氧化酶（AO, Aldehyde oxidase）

（1）反应式：脱落醛 + O₂ → ABA + H₂O₂

（2）功能机制：催化 ABA 合成的最后一步，同时产生H₂O₂信号，联动ROS路径

5.L-半乳糖酸内酯脱氢酶（GLDH, 抗坏血酸合成氧化酶）

（1）代谢偶联：抗氧化偶电子传递链，不消耗ATP，提供电子，即合成又供能

（2）在胁迫时与AOX一并构成电子传递旁路途径

总表

• 呼吸旁路类：AOX、GLDH

• 伤害-防御类：PPO、LOX、NOX（RBOH）

• 多胺类信号类：PAO、DAO、CuAO、MO

• 激素代谢类：AO（醛氧化酶，ABA）、LOX（JA）

• 抗氧化与次生代谢类：AAO、XOD、GLDH

酶名	中文	辅酶/辅基	反应	分室	功能
AOX	交替氧化酶	Fe中心（非血红素）	UQH₂ + O₂ → UQ + H₂O	线粒体内膜	旁路电子传递，减少ROS生成，适应胁迫
PPO	多酚氧化酶	Cu²⁺	单酚 + O₂ → 醌 + H₂O	液泡、细胞壁、叶绿体	伤口防御、褐变反应、抑菌抗虫
AAO	抗坏血酸氧化酶	Cu²⁺	抗坏血酸 + O₂ → 脱氢抗坏血酸 + H₂O	细胞壁	调节抗氧化状态与细胞壁生长
PAO	多胺氧化酶	FAD	精胺/腐胺 + O₂ → 胺醛 + NH₃ + H₂O₂	过氧化物酶体、液泡	程序性细胞死亡、发育调控
DAO	二胺氧化酶	Cu²⁺	腐胺 + O₂ → 醛 + NH₃ + H₂O₂	细胞质、细胞壁	胁迫应答，防御反应
LOX	脂氧合酶	Fe²⁺（非血红素）	亚麻酸 + O₂ → 13-HPOT / 9-HPOT	叶绿体	JA合成、伤害响应、抗虫信号
AO	醛氧化酶	钼蝶呤, FAD, Fe-S	脱落醛 + O₂ → ABA + H₂O₂	细胞质	ABA合成最后一步，干旱响应
MO	单胺氧化酶	FAD	单胺 + O₂ → 醛 + NH₃ + H₂O₂	过氧化物酶体	信号代谢调节、ROS生成
GLDH	L-半乳糖酸内酯脱氢酶	FAD	L-Gal-lactone → 抗坏血酸 + 2H⁺ + 2e⁻（→ CytC → ETC）	线粒体内膜	抗坏血酸（VC）合成，连接呼吸链，供能反应
XOD	黄嘌呤氧化酶	钼, FAD, Fe-S	黄嘌呤 + O₂ → 尿酸 + H₂O₂	细胞质	嘌呤代谢终产物，产生H₂O₂信号
CuAO	铜胺氧化酶	Cu²⁺ + TPQ	伯胺 + O₂ + H₂O → 醛 + NH₃ + H₂O₂	细胞壁、液泡、质膜附近胞质	多胺降解、程序性细胞死亡、信号激活
RBOH	NADPH氧化酶	FAD, NADPH, Ca²⁺	NADPH + O₂ → O₂⁻ + NADP⁺	质膜	受Ca²⁺快速调控，ROS爆发，病原防御、伤口信号

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