[科普中国]-生物转化反应

生物转化反应包括氧化作用、还原作用、水解作用等，在体内非常重要。

简介概述生物转化反应可分四种形式：①氧化作用。如乙醇在肝内氧化为乙醚、乙酸，再氧化为二氧化碳和水。这种类型又称氧化解毒。②还原作用。某些药物或毒物如氯霉素、硝基苯等可通过还原作用产生转化,三氯乙醛在体内还原为三氯乙醇,失去催眠作用。③水解作用。肝细胞含有多种水解酶，可将多种药物或毒物如普鲁卡因、普鲁卡因酰胺等水解。④结合作用。是肝脏生物转化的最重要方式，使药物或毒物与葡萄糖醛酸、乙酰辅酶A(乙酰化)、甘氨酸、3'-磷酸腺苷-5'-磷酸硫酸(PASA)、谷胱甘肽等结合。

生物转化生物转化指毒物经过酶催化后化学结构发生改变的代谢过程， 即毒物出现了质的变化。生物转化是毒物在生物体内消除之前发生的重要事件，其典型结局是产生无毒或低毒的代谢物。因此曾将生物转化与解毒作用等同起来。但是，在不少情况下，生物转化所产生的却是毒性代谢物可导致组织损伤。此时的生物转化就称为生物活化作用。也称为毒化作用。1

相关资料辅因子辅因子是一类能使底物与酶活性部位结合或使酶更具活性的金属离子或辅酶，其中有些是与酶紧密地结合在一起，有些则是呈自由扩散的小分子化合物，价格昂贵，稳定性差，但对于酶促反应来说却是非常必要的，如吡哆醛磷酸盐和生物素，因此很有必要进行自我再生。还有些辅因子如吡啶核苷酸和三磷酸核苷酸作为功能转移基团在化学计量上必须用到，但这些辅因子作为化学计量试剂来说太为昂贵，所以必须原位再生。通过辅因子再生不仅可以降低合成的费用，驱动反应完成的同时也可简化产品的分离，阻止可阻遏辅因子的副产物累积。

辅因子再生在生物转化反应中的应用糖核苷酸的再生

低聚糖和多聚糖在很多生化过程中起了很重要的作用，这包括细菌或病毒感染中分子识别、细胞通讯等生物过程。基于这点，低聚糖和多聚糖可以作为潜在的药物。在各种低聚糖合成方法中，由于糖苷酶具有高度的区域选择性和立体选择性，因此糖苷酶介导的方法可以应用于工业化生产。然而，糖基转移酶需要糖核苷酸作为电子受体，因此必须通过核苷酸的循环在原位进行再生。

烟酰胺类辅酶NAD(P)H的再生

在酶法所进行的生物转化反应中，有些由氧化还原酶催化的反应是需要以NADH和NADPH为辅酶的。另外，在微生物体内通常氧化还原力不平衡，NADH+氧化成NAD+及氧化还原是否平衡对于细胞连续的生长非常重要,而且氧化还原力不平衡就会导致代谢流从所需要生成的目的产物的代谢途径转向其他代谢途径而生成副产物。在这种情况下，对辅因子进行控制对于进一步提高目的产物产量来说非常关键。

ATP的再生

ATP是激酶反应中不可缺少的辅酶，这类物质一般是小分子的有机化合物，和辅基不同点是与酶蛋白结合很松弛，用透析和其它方法很容易将它们与酶分开，尽管它们不直接作用于酶的底物，特异性不强，但往往参加一系列酶反应和代谢过程。ATP在此过程中更主要是作为磷酸核苷酸的来源而非提供能量。2

本词条内容贡献者为:

李斌 - 副教授 - 西南大学