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细胞色素P450酶的结构和生物学机制细胞色素P450酶（CYP）是一类广泛存在于生物体中的酶，具有不可替代的作用。
它是生物合成与生物降解代谢中的重要参与者，能够参与多种化学反应，如氧化、还原、脱氧等反应。
在生物体内起到了非常重要的生物学作用。
为此，我们将从一个化学角度，对细胞色素P450酶的结构与生物学机制做出探讨。
一、细胞色素P450酶的结构1. 蛋白质结构细胞色素P450酶是一类含铁蛋白，它们拥有共同的结构特征。
该酶的蛋白质分子具有一个亚胺缩醛结构。
该结构由一个较小的α-β结构单元与一个较大的柱状结构单元组成。
这些单元通常由不同的基因组或剪切变体编码。
2. 金属离子结构除了蛋白质结构外，细胞色素P450酶还依赖于金属离子的存在。
该酶中最重要的化学因素是铁离子（Fe）。
细胞色素P450酶所需的Fe离子源自细胞色素P450邻居中的血红素分子。
当血红素分子处于氧化状态时，其可以向细胞色素P450酶提供Fe离子。
这使得Fe离子被引入到蛋白质的大分子中, 形成一个五元环。
二、细胞色素P450酶的生物学机制1. 活性中心的检测细胞色素P450酶是一种催化酶，其主要作用是在细胞质和内质网膜上代谢和转换药物。
其活性中心的检测对关键的酶特异性影响非常大。
尽管细胞色素P450酶在动物和植物中的数目很大，但每一个细胞色素P450酶都有自己的活性中心和化学反应催化方式。
2. 调节途径细胞色素P450酶的活性受到多种调节途径的影响。
这些包括转录、翻译后调控、被下游代谢产物调控以及被神经系统调控等。
细胞色素P450酶是一种重要的药物代谢酶，在人体药物代谢中具有重要作用。
尽管目前我们对其结构和生物学机制的了解仍不充分，但我们相信未来的科学研究将能够更好地揭示这一复杂生化反应的特殊之处，并为人类健康和药物研发提供更加准确，高效的指导。
细胞色素P450酶的结构和催化机理研究细胞色素P450酶（Cytochrome P450）是一类存在于多种生物体中的酶，参与着对外部物质的代谢和内源性代谢产物的合成，它们对各种化学物的选择性催化能使生物体在不同的环境下快速地适应。
因此，了解细胞色素P450酶的结构和催化机理对于药物研发和环境保护具有极为重要的意义。
一、细胞色素P450酶的结构在蛋白质的结构上，细胞色素P450酶主要由两个结构域组成，即催化结构域和电子传递结构域。
催化结构域由大约500个氨基酸残基组成，有一个铁血红素分子埋没其中。
电子传递结构域则由另一个蛋白质组成，负责将电子传输到铁血红素上。
在酶进化中，细胞色素P450酶的结构和序列高度保守，不同物种的细胞色素P450酶之间的结构和序列也有一定程度的异同。
此外，与其他蛋白质一样，细胞色素P450酶的结构也容易受到物理、化学和生物学因素的影响，这也是研究催化机理的重要前提。
二、细胞色素P450酶的催化机理细胞色素P450酶的催化活性主要通过铁血红素分子的催化效应来实现。
具体来说，如果一个电子从电子传递结构域流过来，那么铁血红素就会从其氧化状态转变为还原状态，进而促使氧原子和铁离子形成一个暂时的氧化态。
在接下来的催化过程中，物质的接触和反应将会形成其他氧化态的中间体，并最终得到代谢产物。
值得注意的是，因为细胞色素P450酶催化过程极为复杂，一些因素（如外部介质和共同作用的小分子）可能会对细胞色素P450酶引起巨大的影响。
比如一些配体分子的结构会影响到建立的中间体，进而影响到细胞色素P450酶的催化活性，这对于药物的筛选以及研究酶与外部介质及其他小分子的相互作用具有重要的参考价值。
三、未来方向随着科学技术的进步，细胞色素P450酶的研究也将会越来越深入。
未来的方向可以从多个方面来考虑，例如建立结构模型、研究酶动力学、探究酶与介质之间的相互作用、药物筛选和酶的修饰等等。
这些研究的开展将会为人类以及整个生命系统的健康与可持续发展提供重要的科学支持和借鉴。
细胞⾊素P450的结构与催化机理_王斌2009年第29卷有机化学V ol. 29, 2009第4期, 658～662 Chinese Journal of Organic Chemistry No. 4, 658～662* E-mail: 1070wb@/doc/fa9260470.html; Tel.: 027-********.Received June 21, 2008; revised September 12, 2008; accepted November 10, 2008.No. 4王斌等：细胞⾊素P450的结构与催化机理659序列差异较⼤, 但其三维结构⾼度保守. 所有细胞⾊素P450都基于序列维持整个结构折叠弯曲的相似, 其⼆级结构⽤典型细胞⾊素P450折叠命名法标⽰, 如图1所⽰的是P450 StaP 的折叠结构和对应折叠弯曲结构的名称[3]. 从链霉菌分离出的咔唑⽣物碱星孢菌素(Staurosporine)具有强抗癌作⽤, 其⽣物合成的关键步骤是由P450 StaP 催化底物⾊素吡咯酸(chromopyrrolic acid, CPA)氧化脱氢, 形成分⼦内C —C 键成咔唑环, 经氧化脱羧完成. 尽管P450 StaP 催化反应不同于常见的细胞⾊素P450对碳氢键的羟基化, 但是其结构具有细胞⾊素P450家族的酶特有的相似折叠结构和相同的氧化活性中⼼(HEM), 从N 端到C 端包含α螺旋结构为A, B, C, D, F, E, G, H, I, J, K, L 以及相似的β折叠结构. 不尽相同的过渡螺旋结构, 则通过标注'区别, 如B', K'等. 晶体结构显⽰P450 StaP 结合底物CPA 的三种⽅式: ⼀种是位于由Hem, B'2和I 螺旋、连接F, G 螺旋的回转结构(F/G loop)“缝制”⽽成的活性中⼼⼝袋中, 其它两种结合⽅式的意义尚不⼗分清楚, 但可能揭⽰了底物进⼊活性中⼼的可能通道[3].图1 StaP 未结合底物的晶体结构Figure 1 Crystal structure of substrate-free form of StaP从另⼀⾓度观察⼀些细胞⾊素P450与底物结合的空间构象, 可以明显看到围绕I 螺旋表⾯形成通向活性位点的开/关运动的通道(图2[4], 图3[5～7]). 在钌与光敏剂络合后与底物结合, 再与P450 cam 酶结合, X 光晶体衍射显⽰出P450 cam 的亚分⼦结构和隐藏在深处活性位点的⽴体结构和性质, 其中钌到活性中⼼铁的间距即具有催化活性的⼤沟的深度为21 ?.综合⼏种细胞⾊素P450的结构显⽰, 亚铁⾎红素基团均被限制在末端的螺旋I 和邻近的螺旋L 之间(对⽐图1～图3). 接近催化中⼼的半胱氨酸与邻近主链的氨基形成两个氢键; 长螺旋I 形成了亚铁⾎红素⼝袋内壁, 并且包含了特征氨基酸序列; ⾼度保守、具有酸性残基的苏氨酸位于活性位点, 参与催化作⽤[3～5,8,9].尽管细胞⾊素P450酶系的折叠结构⾼度保守, 但图2 P450 cam 结合底物的晶体结构Figure 2Crystal structure of the P450c am with substrate图3 P450-2B4的晶体结构 Figure 3 Structure of P450-2B4还是有⾜够的结构差异, 以便⼤⼩不同的底物与不同种类细胞⾊素P450结合, 例如, 从CYP2E1 (CYP 代表P450)结合的底物⼄醇到CYP165B1 和 CYP165C1结合的巨型肽抗⽣素, 对细胞⾊素P450酶系稳定保守的空间结构适应这么⼤不同结构的底物是⼀个挑战.2 底物识别与结合的诱导-契合机制细胞⾊素P450催化的反应在以⽔为溶剂的环境中进⾏, ⽽底物是反应惰性的多种结构不同的脂溶性有机物, 难溶于⽔. 细胞⾊素P450在维持其折叠⽅式的同时, 需要适应和容纳不同结构的底物、兼顾⽔与有机相, 让底物进⼊深埋着的活性中⼼. 因⽽, 结合底物和释放产物是关键步骤.对于酶-底物的结合机制, 最有代表性的是Koshland [10]提出的诱导-契合学说. 诱导-契合学说认为酶的活性部位在天然状态下并不能与底物精确配合, ⽽是在底物的诱导下发⽣构象改变才能与底物契合, 同时底物的结构也发⽣了⼀定的变化以配合改变了的活性部位构象.细胞⾊素P450通过诱导-契合机制识别底物是由六个“底物识别位点”(substrate recognition sites, SRS)来执⾏的: B'螺旋区(SRS1), 螺旋F 和G 的⼀部分(SRS2和SRS3), 螺旋I 的⼀部分(SRS4), 螺旋K 的β2连接区660有机化学 V ol. 29, 2009(SRS6), 以及β发夹区(SRS5)(图3). SRS 是柔性蛋⽩质区域, 能够移动到底物, 并结合在⼀起, 在“诱导-契合”机制作⽤下, 促成与底物的结合, 以及随后的催化反应. SRS 的点突变很⼤地影响酶识别与结合底物的特性. 图3中的P450 2B4的晶体结构显⽰了从蛋⽩质表⾯穿过周围细胞⾊素P450特有的螺旋和折叠结构延伸到活性中⼼HEM 所敞开的裂缝[5～7,10]. 裂缝开⼝与闭合的构象变化主要限于F 到G, B'和C 螺旋, N 端的I 和β区域形成的“盖帽”结构域. 将P450-2B4与抑制剂4-(4-氯苯)咪唑(CPI)结合前后的构象对⽐绘制在⼀张图中, 则可以明显看到构象的重排变化(图4)[6]. 图4显⽰了⼤规模的构象变化主要由结构保守的部分之间再布局, 伴随显著的少许⼆级结构的重塑, 例如底物识别位点SRS1, SRS4, SRS5, SRS6形成⼀个⼩的疏⽔⼤沟包围底物, 从开到关构象变化重新部署, F/G 回转结构(包括F', G'), B`螺旋、C 螺旋靠近底物CPI, I 移向HEM(图4⿊⾊构象变到灰⾊构象). 这种结构显⽰细胞⾊素P450能够采⽤⼤开的构象接纳底物, 允许底物直接从外部迁移到活性部位[11～17].图4 ⽐较2B4(⿊⾊)和2B4/CPI 复合物(灰⾊)的结构Figure 4 Comparison of the 2B4 structure (black) with 2B4/CPI complex (gray)此外, Masatomo 等[3,18]分析P450 StaP 结合和未结合底物CPA 的X 光晶体结构, 发现结合底物时, P450 StaP 采取更为有序构象, 活性位点残基构象重排, 特别是StaP 在B'1/B'2 loop 经历显著的构想变化. 在垂直于酶活性中⼼HEM 平⾯结合底物的空⽳中, 羧基间氢键作⽤和与吲哚环的T 型相互作⽤控制着底物, 在催化过程中, HEM 向中⼼螺旋I 移动. 这与在P450 2B4中看到的构象变化是⼀致的.3 催化氧化反应过程在经历诱导-契合机制结合底物后, 细胞⾊素P450催化氧化底物的过程还需要经历以下过程完成催化氧化.3.1 三价铁还原正如其它含铁蛋⽩结合氧⽓分⼦, 细胞⾊素P450在结合氧⽓分⼦之前, 三价铁被还原成更容易络合氧分⼦的⼆价铁. 不同类型细胞⾊素P450还原机制不同. P450BM-3(脂肪酸单加氧酶, 分离⾃细菌Bacillus mega- t e r i u m )的电⼦传递还原三价铁的模式最为简单. P450BM-3由含HEM 结构域和FMN/FAD 还原酶结构域两部分通过⼀个单肽链连接⽽成[19]. 亚铁⾎红素(HEM)和黄素单核苷酸(FMN)两结构域之间的体晶体结构如图5所⽰[20], 孤⽴的圆球代表两结构域间的⽔分⼦, 虚线代表氢键桥键和盐桥. 结合HEM 的多肽Pro-382- Cys-400部分提供直接从FMN 到HEM 的电⼦迁移途径. 两结构域之间有两个氢键(虚线)、⼀个盐桥(虚线)、⼏个⽔分⼦(球状)居中接触. 仅仅967 ?2的直接接触⾯显⽰, HEM 和黄素FMN 之间的相互作⽤不强, ⼆者所在平⾯⼏乎相互垂直, 但之间相距仅为17～18 ?. FMN 的7-甲基距离Ile-385的羰基和Gln-387的氨基氮分别为4.1和4.0 ?, 距离HEM 中的铁18.4 ?. 电⼦从FMN 传递到HEM 的关键是Trp-574的吲哚环. 该吲哚环与FMN 的异咯嗪环共平⾯, 保护其重要部分免受溶剂作⽤. 两芳环相距仅3.3 ?, 在超过600 nm 的可见光范围有BM3-FMN 宽吸跃迁收峰, 显⽰⼆者形成了电荷转移复合物(Charge-transfer complex, CT complex). Trp-574的吲哚环距离Pro-382羰基和侧链的Ser-383＜4 ?. 在界⾯适当位置排列的⽔分⼦的氢键作为Trp-574吲哚氮与Ser-383和Ile-385的羰基间桥梁. FMN 的异咯嗪环和Trp-574的吲哚环都具有⼤π轨道, 形成CT 络合物, 邻近键连着亚铁⾎红素-肽链, 是从黄素到⾎红素的成键电⼦传递途径. 因此, 电⼦能够从黄素、Trp-574流动到Pro-382-Gln-387多肽, 然后由半胱氨酸配体(Cys-400)经成键轨道直接到达HEM 的铁元素[19,20]. 3.2 HEM 结合氧⽓分⼦细胞⾊素P450活性中⼼的铁被还原形成亚铁⾎红素后, 容易结合到分⼦氧, 形成亚铁P450-⼆氧复合物. 三价铁还原和结合氧⽓分⼦的反应⽅程如下[21]:P-Fe(III)＋O 2＋e －→ P-Fe(II)-O 2过氧化氢可取代氧⽓分⼦氧化底物, 使细胞⾊素P450催化氧化过程产⽣捷径(图6中复合物3～复合物6)[22].P-Fe(III)＋H 2O 2 → P-Fe(III)-O-OH ＋H ＋No. 4 王斌等：细胞⾊素P450的结构与催化机理661图5 P450BM-3 (A)和HEM-FMN两结构域作⽤界⾯(B) Figure 5 Cytochrome P450BM-3 (A), and its HEM-FMN do-main interface (B)图6 细胞⾊素P450催化氧化过程Figure 6 Catalytic cycle way for oxygen activation and transfer by cytochrome P4503.3 形成Fe(III)-氢过氧化复合物P-Fe(II)-O2经第⼆个单电⼦还原和质⼦化, 形成Fe(III)-氢过氧化复合物P-Fe(III)-O-OH.P-Fe(II)-O2＋e－＋H＋→ P-Fe(III)-O-OH＋H2O3.4 ⾼活性氧合铁中间体形成卟啉环的π体系富含π电⼦, 容易被Fe(III)-氢过氧化复合物中的氧氧化, 即氧的电负性较⼤, 电⼦流向氧, 形成阳离⼦⾃由基, 得到π体系部分的稳定作⽤. 过氧键不稳定, 经结合质⼦和异裂产⽣⼀分⼦⽔和⾼活性的氧合铁中间体. 铁表观化合价升为＋5价, 得到卟啉环π体系的络合稳定. 如P代表卟啉, PFe(V)＝O氧合形式也可简写为P?Fe(IV)＝O或[FeO]3＋, 其中P?代表卟啉⾃由基阳离⼦[21,22].P?Fe(III)-O-OH ＋H＋→ [P?Fe(IV)＝O]＋＋H2O⾼价铁氧中间体P?Fe(IV)＝O的形成是整个催化循环过程中的限制性步骤, 正是该氧铁卟啉阳离⼦⾃由基, 即能提供单电⼦, ⼜含正电荷, 提供活性氧原⼦, 在⽔溶液中能够实现转移氧原⼦, 插⼊到惰性的C—H 键中, 实现温和条件下烃的羟基化[23～26].3.5 氧化底物氧合铁中间体PFe(V)＝O中的铁为⾼价五价, 具有较⾼的氧化能⼒, ⽽细胞⾊素P450底物上的碳氢键正好接近⾼价铁原⼦. 氧原⼦从氧合铁中间体迁移到底物上, 形成氧化产物.最后, 产物被⽔或新的底物取代, 从复合状态解脱离去, 完成循环. ⾄此, 细胞⾊素P450完成了羟基化作⽤. 但对于P450 StaP的催化过程主要是经历⾼价铁氧中间体P?Fe(IV)＝O对底物氧化脱氢, ⽽不是在C—H 键上插⼊氧[27～29]. 尽管中间催化历程存在氧化脱氢与单加氧的不同, 但由于活性中⼼、空间折叠和螺旋结构与典型细胞⾊素P450相同, 仍将P450 StaP归为细胞⾊素P450酶系.4 ⼩结细胞⾊素P450是⼀类具有相同的亚铁⾎红素催化氧化活性中⼼、相近空间折叠和螺旋结构、能够活化氧⽓催化氧化有机底物的⼀类氧化还原酶. 细胞⾊素P450与底物和氧化产物的复合物晶体结构得到X光晶体衍射数据的证实, ⽽其他中间体, 由于反应活性⾼, 在动⼒学研究中缺少⾜够的中间体聚积, 有待直接测定⽅法进⾏证实. 随着细胞⾊素P450结构和功能研究的深⼊, 进⼀步加深理解酶的结构与功能的关系, 将推动药物设计和酶化学的发展.References1 Denisov, I. G.; Makris, T. M.; Sligar, S. G. Chem. Rev. 2005,105(6), 2253.2 Wang, B.; Su, X.-S.; Zhang, S.-H. Chin. J. Org. Chem.2005, 25(3), 342 (in Chinese).(王斌, 苏喜⽣, 张声华, 有机化学, 2005, 25(3), 342.)662有机化学V ol. 29, 20093 Masatomo, M.; Hiroshi, S.; Yoshitsugu, S.; Shumpei, A.;Hiroyasu, O.; Shingo, N. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.2007, 104(28), 11591.4 Ivan, J. D.; Brian, R. C.; Jonathan, J. W.; Jay, R. W.; Harry,B. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.1999, 96(23), 12987.5 Scott. E. E.; He, Y. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.2003,100(23), 13196.6 Zhao, Y.-H.; White, M. A.; Muralidharaet, B. K.; Sun, L.;Halpert, J. R.; Stout, D. C. J. Biol. Chem. 2006, 281(9), 5973.7 Muralidhara, B. K.; Negi, S.; Chin, C. C.; Braun, W.;Halpert, J. R. J. Biol. Chem. 2006, 281(12), 8051.8 Pylypenko, O.; Schlichting, I. Annu. Rev. Biochem. 2004,73, 991.9 Wade, R. C.; Winn, P. J.; Schlichting, I. J. Inorg. Biochem.2004, 98(7), 1175.10 Koshland, D. E. Angew. Chem., Int. Ed. Engl.1994, 33,2375.11 Schlichting, I.; Berendzen, J.; Chu, K.; Stock, A. M.;Maves, S. A.; Benson, D. E.; Sweet, R. M.; Ringe, D.; Pet-sko, G. A.; Sligar, S. G. Science2000, 287(5458), 1615.12 Zhang, H.-M.; Im, S.-C.; Waskell, L. J. Biol. Chem. 2007,282(41), 29766.13 Guengerich, F. P. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.2006,103(37), 13565.14 Bayburt, T. H.; Sligar, S. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.2002, 99(10), 6725.15 Poulos, T. L. Drug Metab. Dispos. 2005, 33(1), 10. 16 Scott, E. E.; White, M. A.; He, Y. A.; Eric, F. J. J. Biol. Chem. 2004, 279(26), 27294.17 Funhoff, E. G.; Van Beilen, J. B. Biocatal. Biotransform.2007, 25(2～4), 186.18 Howard-Jones, A. R.; Walsh, C. T. J. Am. Chem. Soc. 2006,128(37), 12289.19 Noble, M. A.; Girvan, H. M.; Smith, S. J.; Smith, W. E;Murataliev, M.; Guzov, V. M.; Feyereisen, R.; Munro, A. W. Drug Metab. Rev. 2007, 39(2～3), 599.20 Sevrioukova, I. F.; Li, H.-Y.; Zhang, H.; Peterson, J. A.; Poulos, T. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.1999, 96(5), 1863.21 Woggon, W. D.; Wagenknecht, H. A.; Claude, C. J. Inorg. Biochem. 2001, 83(4), 289.22 Groves, J. T. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.2003, 100(7), 3569.23 Guallar, V.; Baik, M.-H.; Lippard, S. J.; Friesner, R. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.2003, 100(2), 6998.24 Podust, L. M.; Kim, Y.-C.; Arase, M.; Neely, A. B.; Beck, B. J.; Bach, H.; Sherman, D. H.; Lamb, D. C.; Kelly, S. L.; Waterman, M. R. J. Biol. Chem. 2003, 278(14), 12214.25 Guengerich, F. P. Chem. Res. Toxicol. 2001, 14(6), 611.26 Meunier, B.; Bernadou, J. Top. Catal. 2002, 21(1～3), 47.27 Fujii, H. Coord. Chem. Rev. 2002, 226(1～2), 51.28 Stone, K. L.; Behan, R. K.; Green, M. T. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.2005, 102(46), 16563.29 Marika, E.; Tove, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.2006, 103(37), 13682.(Y0806211 Qin, X.)。
细胞色素P450酶的分子结构和催化机制细胞色素P450酶（CYP）是一类在生物体内广泛存在的酶系统，其主要作用是代谢外源性化合物和内源性物质。
这些化合物能够通过被CYP酶代谢而提高其溶解度和排除率，从而消除有害物质和维持内环境稳定。
因此，CYP酶在药物代谢、毒理学、医学检测等领域中具有重要的应用价值。
本文将从分子结构和催化机制两个方面介绍CYP酶的相关知识。
一、分子结构CYP酶是一类含铁卟啉蛋白，其分子量在40-60 kDa之间，通过N端和C端对称的方式形成一个球形三级结构。
其中，N端负责与NADPH抗坏血酸还原酶（NADPH-P450还原酶）或NADH-CYP还原酶结合，使其能够得到电子供体；C 端则为P450活性中心，并在其中负责电子通过。
CYP酶通过一系列高度保存的丝氨酸残基形成的两个保守序列，即“EXXR”和“CXXGXXXC”，来与铁卟啉络合物结合。
前者形成了侧链位于卟啉环内的第五个残基，而后者则位于卟啉环外的第七个残基。
这两个序列共同决定了铁卟啉的拓扑构型和电子的输送路径，从而影响其电子传递和催化活性。
CYP酶蛋白的内部还存在多个螺旋桥和片状区域，形成了固定的底物结合口、PROX、Vorster等区域，以及可变的酶-底物相互作用界面。
二、催化机制1. 子基氧化CYP酶的主要催化机制是子基氧化反应，即将底物的反应中心上的一个氢原子与环氧化物结合的氧原子形成羟基。
这种反应主要取决于底物性质、P450酶蛋白的微环境、P450酶蛋白的电子传递系统和外部辅助蛋白的作用。
首先，底物分子进入CYP酶蛋白的底物结合口，并与卟啉环形成一定的位向作用。
酶内的微环境通过多种融合蛋白的作用来调节底物和酶的作用界面，从而加速反应速率和选择性。
接下来，通过酶的N端和C端保守基序的作用，NADPH供给一对电子，经催化层能量瓶颈后，将电子顺次传递到C端的P450基质中。
P450还原酶和P450酶通过相互作用将卟啉环和重构酶（R）活性中心连接起来，同时在卟啉周围形成一定的电子密度，从而加速电子之间的移动速率。
生物化学试题及答案<6）第六章生物氧化【测试题】一、名词解释1.生物氧化2.呼吸链3.氧化磷酸化4. P/O比值5.解偶联剂6.高能化合物7.细胞色素8.混合功能氧化酶二、填空题9．琥珀酸呼吸链的组成成分有____、____、____、____、____。
10．在NADH 氧化呼吸链中，氧化磷酸化偶联部位分别是____、____、____，此三处释放的能量均超过____KJ。
pRidnmYDXx11．胞液中的NADH+H+通过____和____两种穿梭机制进入线粒体，并可进入____氧化呼吸链或____氧化呼吸链，可分别产生____分子ATP或____分子ATP。
pRidnmYDXx12．ATP生成的主要方式有____和____。
13．体内可消除过氧化氢的酶有____、____和____。
14．胞液中α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是____，线粒体中α-磷酸甘油脱氢酶的辅基是____。
15．铁硫簇主要有____和____两种组成形式，通过其中的铁原子与铁硫蛋白中的____相连接。
16．呼吸链中未参与形成复合体的两种游离成分是____和____。
17．FMN或FAD作为递氢体，其发挥功能的结构是____。
18．参与呼吸链构成的细胞色素有____、____、____、____、____、____。
19．呼吸链中含有铜原子的细胞色素是____。
20．构成呼吸链的四种复合体中，具有质子泵作用的是____、____、____。
21．ATP合酶由____和____两部分组成，具有质子通道功能的是____，____具有催化生成ATP的作用。
pRidnmYDXx22．呼吸链抑制剂中，____、____、____可与复合体Ⅰ结合，____、____可抑制复合体Ⅲ，可抑制细胞色素c氧化酶的物质有____、____、____。
pRidnmYDXx23．因辅基不同，存在于胞液中SOD为____，存在于线粒体中的 SOD为____，两者均可消除体内产生的____。
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所选考研真题基本涵盖了每章的考点和难点，考生可以据此了解考研真题的命题风格和难易程度，并检验自己的复习效果。
（4）免费更新内容，获取最新信息。
本书定期会进行修订完善。
对于完善的内容，均可以免费升级获得。
目录第19章代谢总论19.1复习笔记19.2课后习题详解19.3名校考研真题详解第20章生物能学20.1复习笔记20.2课后习题详解20.3名校考研真题详解第21章生物膜与物质运输21.1复习笔记21.2课后习题详解21.3名校考研真题详解第22章糖酵解作用22.1复习笔记22.2课后习题详解22.3名校考研真题详解第23章柠檬酸循环23.2课后习题详解23.3名校考研真题详解第24章生物氧化—电子传递和氧化磷酸化作用24.1复习笔记24.2课后习题详解24.3名校考研真题详解第25章戊糖磷酸途径和糖的其他代谢途径25.1复习笔记25.2课后习题详解25.3名校考研真题详解第26章糖原的分解和生物合成26.1复习笔记26.2课后习题详解26.3名校考研真题详解第27章光合作用27.1复习笔记27.2课后习题详解27.3名校考研真题详解第28章脂肪酸的分解代谢28.1复习笔记28.2课后习题详解28.3名校考研真题详解第29章脂类的生物合成29.1复习笔记29.2课后习题详解29.3名校考研真题详解第30章蛋白质降解和氨基酸的分解代谢30.1复习笔记30.2课后习题详解30.3名校考研真题详解第31章氨基酸及其重要衍生物的生物合成31.1复习笔记31.2课后习题详解31.3名校考研真题详解第32章生物固氮32.1复习笔记32.2课后习题详解32.3名校考研真题详解第33章核酸的降解和核苷酸代谢33.1复习笔记33.2课后习题详解33.3名校考研真题详解第34章DNA的复制和修复34.2课后习题详解34.3名校考研真题详解第35章DNA的重组35.1复习笔记35.2课后习题详解35.3名校考研真题详解第36章RNA的生物合成和加工36.1复习笔记36.2课后习题详解36.3名校考研真题详解第37章遗传密码37.1复习笔记37.2课后习题详解37.3名校考研真题详解第38章蛋白质合成及转运38.1复习笔记38.2课后习题详解38.3名校考研真题详解第39章细胞代谢与基因表达调控39.1复习笔记39.2课后习题详解39.3名校考研真题详解第40章基因工程及蛋白质工程40.1复习笔记40.2课后习题详解40.3名校考研真题详解第19章代谢总论19.1复习笔记一、新陈代谢概述1．定义（1）新陈代谢（metabolism）简称代谢，是营养物质在生物体内所经历的一切化学变化总称，是生物体表现其生命活动的重要特征之一。
细胞色素p450组成结构及化学式细胞色素P450组成结构及化学式细胞色素P450是一类重要的酶，它在人体中起着重要的生化作用。
它被发现在许多生物体中，包括动物、植物和微生物。
在这篇文章中，我们将深入探讨细胞色素P450的组成结构以及化学式。
首先，让我们来看一下细胞色素P450的组成结构。
细胞色素P450是一种蛋白质，其结构由蛋白质组成。
它通常包含有一个铁原子，这个铁原子在其活性位点上扮演着至关重要的作用。
这个铁原子与外来的基团结合，在酶的催化过程中起着关键作用。
细胞色素P450还包含有多个螺旋结构和螺旋转角，这些结构使得它能够在催化过程中与底物结合，并发挥其催化作用。
其次，让我们来看一下细胞色素P450的化学式。
细胞色素P450的化学式可以用CYP表示，CYP后面接着一串数字和字母的组合。
这串数字和字母的组合代表着该细胞色素P450的亚型。
每种亚型都有其特定的生化功能和底物特异性。
比如，CYP2D6是一种常见的细胞色素P450亚型，它在人体中参与了很多重要的药物代谢过程。
细胞色素P450的化学式还可以用其活性位点上的铁原子来表示。
铁原子的化学式是Fe，在细胞色素P450中，它通常以二价的形式存在，也就是Fe2+。
这个铁原子能够与氧分子结合，形成活性的氧化剂，从而使得细胞色素P450能够催化多种生物化学反应。
最后，让我们来总结一下细胞色素P450的组成结构及化学式。
细胞色素P450是一种含有铁原子的蛋白质酶，其结构复杂多样，具有多个螺旋结构和螺旋转角。
它的化学式可以用CYP表示，也可以用其活性位点上的铁原子来表示。
细胞色素P450在人体中发挥着重要的生化作用，特别是参与了许多药物代谢过程。
希望通过本文的介绍，读者能对细胞色素P450的组成结构及化学式有更深入的了解。
细胞色素P450概述摘要：细胞色素p450【1】是广泛存在于生物体内的一类含血红素和硫羟基的蛋白，相对分子质量50KD，在波长450nm处有最大吸收峰。
实际上，P450是属于血红蛋白类酶也是一类氧化酶，在原核生物中，游离于胞质中，为一种可溶性蛋白；真核生物中，作为一种膜结合蛋白，主要分布在内质网和线粒体内膜上。
其参与内源物质的代谢与外源物质的转化，细胞色素p450的末端氧化功能使其在碳同化、激素合成、外源物质降解、前致癌物的活化等方面起着重要作用，具有重要的研究价值和潜在的经济价值【2】。
关键词：细胞色素P450 结构与功能分子进化1分子进化分子进化包括自然界中自主发生的多种情况，如基因突变，基因倍增，基因转座与整合，外显子的重排，当病毒与细菌感染导致宿主的基因发生改变，一旦基因发生可遗传的变化，其编码的蛋白也将受到影响，在长期的自然进化中，适应性的蛋白最终得到保存，其中的核心部位具有进化保守性，如一些酶的催化活性基团以及关键的核心位点，除此之外，蛋白与蛋白之间相互作用，其中的反应交界面也是在长期的进化中产生相互的影响，其识别机制与反应特点都是在适应的过程中得到保存。
在自然条件下以外，通过人工方法加速分子进化已经成为一种普遍应用的手段，例如点突变技术，易错PCR，交错延伸技术，DNA改组技术等都能快速的实现分子进化从而改变蛋白的特性来满足所需要的要求。
1 细胞色素p450的分布细胞色素P45的分布【3】存在于不同的生物如细菌、真菌、植物、无脊椎动物、脊椎动物等（详细见表格1）和生物的不同组织中。
真菌P450可归为4个集团，植物P450可以分为4个集团，其中脊椎动物肝脏中细胞色素 P450含量最丰富，细胞色素P450主要分布于外源物进入体内必经的组织器官，构成外源物进入体内的第一道防线，如在哺乳动物中,它主要分布于皮肤、大脑、肺、胃肠道、肝脏、肾脏、肾上腺、睾丸、胎盘、黄体、主动脉、血小板和巨噬细胞等，高等植物的细胞色素P450分布在质膜、微粒体和高尔基体等处。
