细胞色素P450催化反应类型

从催化反应化学角度而言，烃类的羟基化和环氧化是化学催化难以完成的反应。由于细胞色素P450具有催化饱和烃羟基化的功能，近50年来它的反应化学备受关注，主要催化氧化反应类型如下。

细胞色素P450酶催化氧化反应机...

细胞色素P450酶能够催化饱和碳氢键羟基化反应、双键环氧化反应、杂原子氧化反应、脱烷基化反应和芳香烃氧化反应等。在使用分子氧作为氧化剂的反应中，P450将分子氧中的一个氧原子插人到底物中，第二个氧原子则利用由还原酶蛋白中NAD (P) H提供的两个电子得到还原生成水分子。由于只有分子氧O2中的一个氧原子与底物结合，因此细胞色素P450属于单加氧酶。

细胞色素P450的结构

1985年，Poulos 等首先报道了细菌细胞色素P450cam (CYP101) 的三维结构。P450cam 由多肽(分子量45000Da)与铁(Ⅲ)原卟啉IX配合物组成,第357位半胱氨酸(Cys357) 以轴向配体形式与中心金属配位。

什么是细胞色素P450单加氧酶

细胞色素P450是血红素蛋白大家族中的重要一员,迄今为止已经发现了近4000种细胞色素P450基因，它们分布在生命进化过程中“生命之树”的所有分枝。

加氧酶的发现与分类

加氧酶是能够在温和条件下活化分子氧，使其与底物结合形成反应中间物，加速生命体中氧化反应进行的生物酶的总称。

生命体内的氧活化

大自然之所以选择氧气作为氧化剂，通过呼吸和有氧运动，维持生命的运动和循环，是因为氧在常温下很安全且性能奇特。首先O2作为一种活泼的氧化剂，可以使碳水化合物转化为CO2和H2O,从而释放出能量。

甲烷烯烃的环氧化反应和氯代烃类的...

甲烷单加氧酶催化的另一个重要反应是烯烃环氧化。含有各种不同取代基的烯烃，在甲烧单加氧酶的作用下，均可生成相应的环氧化合物，而在化学催化中除乙烯以外，很难通过多相催化选择氧化来实现。以丙烯为例，乙烯环氧化银催化剂对丙烯环氧化的活性和选择性都很低。在化学工业中，环氧丙烷必须通过氯醇法或哈康过程来合成，这两个过程都会给环境带来污染。环氧化合物是重要的有机化工原料，采用甲烷单加氧酶作为生物催化剂，从丙烯合成环氧丙烷，也是近20年来甲烷单加氧酶催化化学研究的热点之一。

气相色谱的板理论

气相色谱的基本理论与液相色谱的基本理论相似，一些基本原理和基本关系式都可直接应用。例如等温线与色谱峰形状之间的关系，若为线性等温线，所得之色谱峰是对称的高斯形曲线，若为凸形或凹形等温线则将得到拖尾峰或前沿峰。

甲烷和分子氧的活化机理

甲烷和分子氧的活化机理：甲烷单加氧酶的催化反应循环是羟基化酶MMOHox,在还原酶的作用下先从NADH接受两个电子，变为还原态。然后还原态的MMOHred与分子氧作用，经过两种中间态0和P，脱去水后形成中间物Q，Q与底物结合，再经过两种过渡态形式R和T,释放出产物，并重新回到氧化态的MMOH,如图3-10所示。要证明这一反应机理的有效性，就必须设法检测到在催化反应循环中，MMOH的双铁核中心与分子氧和反应底物形成中间化合物。

甲烷直接催化氧化制甲醇

甲烷直接催化氧化制甲醇是甲烷单加氧酶最基本的催化反应，在自然界已发现的天然酶中，只有甲烷单加氧酶具有这一催化功能。目前，被公认的反应机制是甲烷单加氧酶中的羟基化酶(MMOH)、还原酶(MMOR)和调节蛋白B (MMOB)必须协同作用，才能活化甲烷和分子氧，将一个氧原子插入到甲烷的C--H键中生成甲醇，因此甲烷单加氧酶是包含三个组分的酶系。和其它氧化还原酶一样，为了活化分子氧，在反应中还需要辅酶NADH作为电子给体，还原酶能从NADH接受电子，将其传递给羟基化酶:而调节蛋白B则在还原酶和羟基化酶之间