微粒体氧化

在肝脏、肾脏、肾上腺皮质、性腺等组织中，其细胞的滑面内质网上有一种氧化体系，能使多种物质，诸如胆固醇、类固醇、药物及毒物等化合物氧化，称为微粒体氧化，(微粒体系内质网在制备离心过程中形成的碎片。微粒体氧化和线粒体中呼吸链氧化相比，有以下特点：
❶它所催化的氧化反应，不是脱氢而是在作用物分子中加入一个氧原子，因此称催化此反应的酶为单加氧酶；并且单加氧反应又以羟化反应为主，故实际上此酶也是羟化酶的一种；
❷在氧化过程中，不伴有偶联磷酸化，不能生成ATP;
❸单加氧酶的作用物特异性较差，不能进行多种加氧反应，因此又称为混合功能氧化酶。
微粒体氧化反应的重要类型，有下列几种：
羟化反应 包括芳香族及脂肪族化合物的羟化，如：
脱烷基反应 有些羟化反应后的产物不稳定，可进一步分解，结果使原来的作用物脱去烷基，如：
氧化反应 在作用物的S或N原子上导入氧原子，如：
环氧化反应 一般发生于芳香族化合物，生成环氧化物，后者可经水化酶而形成二氢二醇化合物，如：
加氧反应所需的氧原子来自分子氧O₂，而O₂中另一个氧原子必须受还原型辅酶Ⅱ(NADPH)还原而生成水，故单加氧酶催化的总的反应可表示如下：
微粒体上的单加氧酶实际上是一个酶系，至少包括两种以上的成分。一种是细胞色素P-450(见“细胞色素”条)，其作用类似于细胞色素aa3，能与氧直接反应，也是一种终末氧化酶。另一种成分是NADPH细胞色素P-450还原酶，其辅基是FAD，催化NADPH和细胞色素P-450之间的电子传递；此外，单加氧酶系中可能还存在细胞色素b₅以及另一种催作NADPH(或NADH)与b₅间电子传递的黄素酶，有时上述黄素酶尚与铁硫蛋白形成复合体。
各种单加氧酶的作用物(RH)，在滑面内质网上先与氧化型细胞色素P-450(P-450-Fe5+)结合，形成作用物复合物 (P450-Fe3+、RH)，再在NADPH细胞色素P450还原酶的催化下，由NADPH供给电子(H+留于介质中)，经FAD传递而使氧化型复合物还原成还原型复合物(P450-Fe2+-RH)，然后与分子氧作用而成含氧复合物后者再接受一个电子后生成氧化型细胞色素和产物的复合物(P450-Fe3+·ROH)，同时氧分子中另一个氧原子即被电子还原，并和介质中的H⁺结合成水。最后，复合物释出氧化产物而完成整个氧化过程。

单加氧酶的作用机理

用于还原的两个电子各来自半摩尔NADPH，其总和相当于耗一摩尔NADPH，其中第二个电子的供体也可以是NADH，但它的确切传递过程尚未最后肯定，有人认为可能是通过细胞色素b₅的作用。
单加氧酶与体内很多重要活性物质的合成、灭活、以及外源性药物、毒物，包括致癌物的生物转化等过程有密切关系。
(1) 类固醇激素的合成： 在肾上腺皮质及性腺细胞的内质网（线粒体中也有）含有使胆固醇发生一系列羟化反应的羟化酶，都属于单加氧酶，可使胆固醇经孕烯醇酮而合成为肾上腺皮质激素或性激素，
(2) 维生素D的活化： 必须经肝脏和肾脏的羟化作用而转化成有生物活性的1,25二羟维生素D。
(3) 胆汁酸的合成： 是从胆固醇合成胆汁酸的过程，包括侧键的断裂和固醇核的羟化，其中7α及12α位的羟化反应在滑面内质网上进行，也有单加氧酶催化参与。
(4) 胆色素： 是血红素在肝、脾等细胞中，由血红素加氧酶催化的降解产物，包括胆绿素及胆红素的生成。
(5) 药物或毒物的生物转化： 是经单加氧酶作用而消除其作用或毒性的过程，且因出现羟基而使极性增强，便于排泄，或经与葡萄糖醛酸等结合后排出体外。但也有些药物或毒物经加氧后作用反而增强，成为发挥药物或毒性作用的主要形式，例如3,4苯骈芘及黄曲霉毒素等致癌剂在体内经加氧酶作用生成的环氧化物，可与核酸等大分子物质作用而引起癌变。