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      為什么氧氣對于專性厭氧生物有毒
      - 2019-12-29-

        上文我們解釋了有氧生物為什么離不開氧氣,那就可以理解厭氧生物如何能夠在沒有氧氣的情況下生活。

        沒有氧氣,就缺少了這種良好的末端電子受體,這時生物有兩種選擇:一是它們可以利用糖酵解和發酵將葡萄糖發酵成還原性的有機化合物,例如乙醇或乳酸。這會產生一點ATP,可能可以存活。 二是許多微生物能夠使用除氧以外的分子作為末端電子受體,這樣也可以通過呼吸鏈產生ATP。

        但為什么氧氣對于專性厭氧生物有毒呢?那是因為氧是一種氧化性很強的分子,喜歡被還原,即氧化其他物質。 氧氣對厭氧生物有毒有兩個原因:

        一個普遍的原因是氧氣很容易被部分還原(只得到1個、2個或3個電子)為高反應性的物質即活性氧(reactive oxygen species,ROS)自由基,例如過氧化氫或超氧自由基。ROS可以導致DNA損傷,并與蛋白質和細胞膜脂質反應而殺死細胞。有氧生物有去除ROS酶,例如過氧化氫酶、過氧化物酶和超氧化物歧化酶,但專性厭氧生物通常不存在或者濃度低。

        另一個原因是它們體內有許多酶對氧氣敏銳。對于構成它們體內替代的呼吸鏈上的金屬酶而言也是如此。這些蛋白質在活性部位通常具有諸如鐵、鉬或鎢的金屬,這些金屬對氧具有反應性,并且如果存在氧,會使蛋白質不穩定而失活。還有一些酶需要鐵硫蛋白作為輔助因子,其中對硫也可能被氧化。


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