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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