葡萄糖氧化酶的催化反应机理

1 葡萄糖氧化酶单一催化反应机理

葡萄糖氧化酶是同型二聚体结构，每个亚基分为两个不同的结构区域：

一个区域主要由β－折叠组成，以非共价键与黄素腺嘌呤二核苷酸（flavin adenine dinucleotide，FAD）辅酶分子紧密结合；

另一个区域则由4个α－螺旋支撑1个反平行的β－折叠组成，可与底物β－D－葡萄糖结合。葡萄糖氧化酶对β－D－葡萄糖表现出强烈的特异性，比催化α－D－葡萄糖高约160倍，且对L－葡萄糖和2－O－甲基－D－葡萄糖完全没有催化活性。

2 葡萄糖氧化酶的酶－过氧化氢酶联合催化反应机理

葡萄糖氧化酶通常与过氧化氢酶（hydrogenperoxidase，HPD）组成一个氧化还原酶系统。

当反应体系中只有葡萄糖氧化酶时，葡萄糖氧化酶能够催化β－D－葡萄糖氧化生成D－葡萄糖酸内酯和过氧化氢。

当反应体系中葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶同时存在时，首先葡萄糖氧化酶催化葡萄糖氧化生成D－葡萄糖酸内酯和过氧化氢，然后过氧化氢酶催化过氧化氢生成水和氧气，最后水与D－葡萄糖酸内酯结合生成葡萄糖酸。

当反应体系中葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和乙醇同时存在时，首先葡萄糖氧化酶催化β－D－葡萄糖生成D－葡萄糖酸内酯和过氧化氢，然后过氧化氢酶催化过氧化氢和乙醇生成水和乙醛，最后水与D－葡萄糖酸内酯结合生成葡萄糖酸。