آدنوزین تری فسفریک اسید (ATP) منبع جهانی و انباشته کننده اصلی انرژی در سلول های زنده است.. ATP در تمام سلول های گیاهی و جانوری یافت می شود. مقدار ATP به طور متوسط 0.04٪ (از وزن مرطوب سلول) است، بیشترین مقدار ATP (0.2-0.5٪) در عضلات اسکلتی یافت می شود. در یک سلول، یک مولکول ATP در عرض یک دقیقه پس از تشکیل آن مصرف می شود. در انسان هر 24 ساعت مقدار ATP برابر با وزن بدن تولید و از بین می رود.
ATP یک مونوکلئوتید متشکل از بقایای باز نیتروژنی (آدنین)، ریبوز و سه باقی مانده اسید فسفریک است. از آنجایی که ATP حاوی نه یک، بلکه سه باقی مانده اسید فسفریک است، متعلق به آن است ریبونوکلئوزید تری فسفات ها.
بیشتر کارهایی که در سلول ها انجام می شود از انرژی هیدرولیز ATP استفاده می کند. در این حالت، زمانی که باقیمانده نهایی اسید فسفریک حذف می شود، ATP به ADP (آدنوزین دی فسفریک اسید) تبدیل می شود و هنگامی که باقی مانده اسید فسفریک دوم حذف می شود، به AMP (آدنوزین مونوفسفریک اسید) تبدیل می شود. بازده انرژی آزاد پس از حذف هر دو باقی مانده نهایی و دوم اسید فسفریک حدود 30.6 کیلوژول بر مول است. حذف گروه سوم فسفات تنها با آزادسازی 13.8 کیلوژول بر مول همراه است. پیوند بین پایانه و باقی مانده اسید فسفریک دوم، دوم و اول نامیده می شود ماکرو ارژیک(انرژی بالا).
ذخایر ATP دائماً پر می شود. در سلول های همه موجودات، سنتز ATP در این فرآیند اتفاق می افتد فسفوریلاسیون، یعنی افزودن اسید فسفریکبه ADF. فسفوریلاسیون با شدت های مختلف در طول تنفس (میتوکندری)، گلیکولیز (سیتوپلاسم) و فتوسنتز (کلروپلاست) رخ می دهد.
ATP رابط اصلی بین فرآیندهای همراه با آزادسازی و انباشت انرژی و فرآیندهایی است که با مصرف انرژی رخ می دهند. علاوه بر این، ATP، همراه با سایر تری فسفات های ریبونوکلئوزیدی (GTP، CTP، UTP)، بستری برای سنتز RNA است.
علاوه بر ATP، مولکول های دیگری با پیوندهای ماکروئرژیک وجود دارد - UTP (اسید یوریدین تری فسفریک)، GTP (اسید گوانوزین تری فسفریک)، CTP (سیتیدین تری فسفریک اسید)، که انرژی آن برای بیوسنتز پروتئین (GTP)، پلی ساکاریدها استفاده می شود. (UTP)، فسفولیپیدها (CTP). اما همه آنها به دلیل انرژی ATP تشکیل می شوند.
علاوه بر مونونوکلئوتیدها، دی نوکلئوتیدها (NAD +، NADP +، FAD) متعلق به گروه کوآنزیم ها (مولکول های آلی که تماس خود را تنها در طول واکنش با آنزیم حفظ می کنند) نقش مهمی در واکنش های متابولیک دارند. NAD + (نیکوتین آدنین دی نوکلئوتید)، NADP + (نیکوتین آدنین دی نوکلئوتید فسفات) دی نوکلئوتیدهایی هستند که حاوی دو باز نیتروژن - آدنین و آمید اسید نیکوتین - مشتق ویتامین PP)، دو باقیمانده ریبوز و دو باقیمانده اسید فسفریک هستند. اگر ATP یک منبع جهانی انرژی است، پس NAD + و NADP + پذیرندگان جهانی هستند،و اشکال ترمیم شده آنها هستند NADHو NADPH – اهداکنندگان جهانیمعادل کاهش (دو الکترون و یک پروتون). اتم نیتروژن موجود در باقیمانده آمید اسید نیکوتین چهار ظرفیتی است و حامل بار مثبت است. NAD +). این پایه نیتروژنی به راحتی دو الکترون و یک پروتون را در آن واکنش هایی که با مشارکت آنزیم های دهیدروژناز، دو اتم هیدروژن از بستر حذف می شود (یعنی کاهش می یابد) متصل می کند (پرتون دوم به محلول می رود):
بستر-H 2 + NAD + بستر + NADH + H +
در واکنش های معکوس، آنزیم ها اکسید می شوند NADHیا NADPH، سوبستراها را با افزودن اتمهای هیدروژن به آنها کاهش دهید (پروتن دوم از محلول حاصل می شود).
FAD – فلاوین آدنین دی نوکلئوتید- یک مشتق از ویتامین B2 (ریبوفلاوین) نیز یک کوفاکتور برای دهیدروژنازها است، اما مد زودگذردو پروتون و دو الکترون اضافه می کند و کاهش می دهد FADN 2.
چگونه انرژی نور خورشید در فازهای روشن و تاریک فتوسنتز به انرژی پیوندهای شیمیایی گلوکز تبدیل می شود؟ پاسخ خود را توضیح دهید.
پاسخ
در فاز نوری فتوسنتز، انرژی نور خورشید به انرژی الکترون های برانگیخته و سپس انرژی الکترون های برانگیخته به انرژی ATP و NADP-H2 تبدیل می شود. در فاز تاریک فتوسنتز، انرژی ATP و NADP-H2 به انرژی پیوندهای شیمیایی گلوکز تبدیل می شود.
در مرحله نور فتوسنتز چه اتفاقی می افتد؟
پاسخ
الکترون های کلروفیل که توسط انرژی نوری برانگیخته می شوند، در امتداد زنجیره های انتقال الکترون حرکت می کنند، انرژی آنها در ATP و NADP-H2 ذخیره می شود. فتولیز آب رخ می دهد و اکسیژن آزاد می شود.
چه فرآیندهای اصلی در مرحله تاریک فتوسنتز رخ می دهد؟
پاسخ
از دی اکسید کربن به دست آمده از جو و هیدروژن به دست آمده در فاز سبک، گلوکز به دلیل انرژی ATP به دست آمده در فاز سبک تشکیل می شود.
عملکرد کلروفیل در سلول گیاهی چیست؟
پاسخ
کلروفیل در فرآیند فتوسنتز نقش دارد: در فاز نور، کلروفیل نور را جذب می کند، الکترون کلروفیل انرژی نور را دریافت می کند، شکسته می شود و در امتداد زنجیره انتقال الکترون می رود.
الکترون های مولکول های کلروفیل چه نقشی در فتوسنتز دارند؟
پاسخ
الکترون های کلروفیل که توسط نور خورشید برانگیخته می شوند، از زنجیره های انتقال الکترون عبور می کنند و انرژی خود را برای تشکیل ATP و NADP-H2 تسلیم می کنند.
در چه مرحله ای از فتوسنتز اکسیژن آزاد تشکیل می شود؟
پاسخ
در فاز نور، در طول فتولیز آب.
سنتز ATP در کدام مرحله از فتوسنتز اتفاق می افتد؟
پاسخ
فاز پیش نور.
چه ماده ای به عنوان منبع اکسیژن در طول فتوسنتز عمل می کند؟
پاسخ
آب (اکسیژن در طول فتولیز آب آزاد می شود).
سرعت فتوسنتز به عوامل محدود کننده از جمله نور، غلظت دی اکسید کربن و دما بستگی دارد. چرا این عوامل برای واکنش های فتوسنتز محدود کننده هستند؟
پاسخ
نور برای برانگیختن کلروفیل ضروری است، انرژی را برای فرآیند فتوسنتز تامین می کند. دی اکسید کربن در فاز تاریک فتوسنتز ضروری است و گلوکز از آن سنتز می شود. تغییرات دما منجر به دناتوره شدن آنزیم ها و کاهش سرعت واکنش های فتوسنتزی می شود.
در چه واکنش های متابولیکی در گیاهان دی اکسید کربن ماده اولیه سنتز کربوهیدرات ها است؟
پاسخ
در واکنش های فتوسنتز
فرآیند فتوسنتز به شدت در برگ گیاهان اتفاق می افتد. آیا در میوه های رسیده و نارس وجود دارد؟ پاسخ خود را توضیح دهید.
پاسخ
فتوسنتز در قسمت های سبز گیاهان در نور اتفاق می افتد. بنابراین، فتوسنتز در پوست میوه های سبز رخ می دهد. فتوسنتز در داخل میوه یا در پوست میوه های رسیده (نه سبز رنگ) اتفاق نمی افتد.
واکنش های تاریکی که در استروما رخ می دهند نیازی به نور ندارند. کاهش CO 2 به دلیل انرژی (ATP) و نیروی کاهنده (NADPH 2) ایجاد شده در طی واکنش های نوری رخ می دهد. واکنش های تاریک توسط آنزیم ها کنترل می شود. توالی این واکنش ها در ایالات متحده توسط کالوین، بنسون و باسم بین سال های 1946 و 1953 تعیین شد. در سال 1961، کالوین برای این کار جایزه نوبل را دریافت کرد.
کار کالوین مبتنی بر استفاده از ایزوتوپ رادیواکتیو کربن 14 C بود (نیمه عمر 5570 سال، به ضمیمه 1.3 مراجعه کنید)، که تنها در سال 1945 در دسترس محققان قرار گرفت. علاوه بر این، کالوین از کروماتوگرافی کاغذی استفاده کرد که در آن زمان به نسبت روش جدید و نه کمی رایج کشت جلبک سبز تک سلولی کلرلا (Chlorella) در یک دستگاه مخصوص رشد داده شد (شکل 9.17). کشت در 14 CO 2 برای دوره های زمانی مختلف نگه داشته شد، سپس سلول ها به سرعت با ریختن سوسپانسیون در متانول داغ ثابت شدند. محصولات فتوسنتزی محلول استخراج، تغلیظ و جداسازی شدند کروماتوگرافی کاغذی دو بعدی(شکل 9.18 و پیوست 1.8.2). هدف ردیابی مسیری بود که کربن نشاندار شده (از طریق یک سری محصولات میانی) به محصولات نهایی فتوسنتز عبور می کند. موقعیت ترکیبات رادیواکتیو روی کاغذ با استفاده از آن تعیین شد اتورادیوگرافی: برای انجام این کار، فیلم عکاسی حساس به تابش 14 درجه سانتیگراد روی کروماتوگرام قرار داده شد و در مکانهایی که مواد رادیواکتیو قرار داشتند، روشن شد، یعنی سیاه شد (شکل 9.18). تنها در یک دقیقه پس از انکوباسیون با 14 CO 2، بسیاری از قندها و اسیدهای آلی، از جمله اسیدهای آمینه مختلف، سنتز شدند. با این حال، کالوین توانست با استفاده از نوردهی بسیار کوتاه - به مدت 5 ثانیه یا کمتر - اولین محصول فتوسنتز را شناسایی کند و ثابت کند که این اسید حاوی سه اتم کربن است. اسید فسفوگلیسریک(FGK). او سپس کل زنجیره واسطه هایی را که کربن ثابت از طریق آنها منتقل می شود، کشف کرد. این مراحل بعدا مورد بحث قرار خواهد گرفت. از آن زمان به این واکنش ها گفته می شود چرخه کالوین(یا چرخه کالوین-بنسون-باسم).
برنج. 9.18. الف. تثبیت 14 CO 2 در جلبک ها تحت روشنایی کوتاه مدت. تعیین محصولات تثبیت با استفاده از کروماتوگرافی کاغذی و اتورادیوگرافی. ب. اتورادیوگرافی محصولات فتوسنتز به دست آمده پس از روشنایی کوتاه مدت جلبک ها در حضور 14 CO 2
9.18. مزایای استفاده از ایزوتوپ های رادیواکتیو با عمر طولانی در تحقیقات بیولوژیکی چیست؟
9.19. با مصرف کلرلا به جای یک گیاه عالی چه فوایدی می توانید داشته باشید؟
9.20. چرا رگ دستگاه کالوین صاف است و کروی نیست؟
تثبیت دی اکسید کربن:
گیرنده CO 2 یک قند پنج کربنه (پنتوز) است. ریبولوز بیس فسفات(یعنی ریبولوز با دو گروه فسفات؛ این ترکیب قبلاً ریبولوز دی فسفات نامیده می شد). افزودن CO 2 به یک ماده خاص نامیده می شود کربوکسیلاسیون، و آنزیمی که چنین واکنشی را کاتالیز می کند است کربوکسیلاز. محصول شش کربنه ناپایدار است و بلافاصله به دو مولکول تجزیه می شود اسید فسفوگلیسریک(FGK) که اولین محصول فتوسنتز است. آنزیم ریبولوز بیس فسفات کربوکسیلاز به مقدار زیاد در استرومای کلروپلاست ها یافت می شود - این در واقع فراوان ترین پروتئین در جهان است.
مرحله ریکاوری:
FHA شامل سه اتم کربن و دارای یک گروه کربوکسیل اسیدی (-COOH) است. TP تریوز فسفات یا گلیسرآلدئید فسفات (قند سه کربنه) است. دارای یک گروه آلدهیدی (-CHO) است.
برای حذف اکسیژن از PGA (یعنی بازیابی آن)، از نیروی کاهنده NADPH 2 و انرژی ATP استفاده می شود. واکنش در دو مرحله انجام می شود: ابتدا بخشی از ATP تشکیل شده در طی واکنش های نوری مصرف می شود و سپس از تمام NADP·H 2 که در نور نیز به دست می آید استفاده می شود. نتیجه کلی کاهش گروه کربوکسیل اسید (-COOH) به گروه آلدئیدی (-CHO) است. محصول واکنش تریوز فسفات است، یعنی یک قند سه کربنه که یک گروه فسفات به آن متصل است. این ترکیب انرژی شیمیایی بیشتری نسبت به PGA دارد و اولین کربوهیدرات تولید شده توسط فتوسنتز است.
بازسازی پذیرنده CO 2 - ریبولوز بیس فسفات. بخشی از تریوز فسفات (TP) باید صرف بازسازی ریبولوز بیس فسفات شود که در واکنش اول استفاده می شود. این فرآیند یک چرخه پیچیده است که شامل فسفات قند با 3، 4، 5، 6، 7 اتم کربن است. این جایی است که بقیه ATP مصرف می شود. تمام واکنش های تاریک در شکل 1 خلاصه شده است. 9.19. در این شکل، چرخه کالوین به عنوان یک "جعبه سیاه" نشان داده شده است که در آن CO 2 و H 2 O از یک طرف وارد می شود و تریوز فسفات از طرف دیگر خارج می شود. همانطور که از این نمودار مشاهده می شود، باقیمانده ATP برای فسفریله کردن ریبولوز بیس فسفات استفاده می شود، اما جزئیات این زنجیره پیچیده واکنش نشان داده نشده است.
از شکل 9.19 می توانیم معادله خلاصه زیر را استخراج کنیم:
در اینجا ذکر این نکته ضروری است که تشکیل دو مولکول تریوز فسفات به شش مولکول CO 2 نیاز دارد. معادله را می توان با تقسیم تمام ضرایب بر 6 ساده کرد:
9.21. شکل را دوباره ترسیم کنید. 9.19، که فقط تعداد اتم های کربن شرکت کننده در واکنش ها را نشان می دهد. به عنوان مثال، به جای 6 RiBF بنویسید "6 × 5C"، و غیره.
اطلاعات اولیه در مورد فرآیند فتوسنتز در جدول خلاصه شده است. 9.6.
| واکنش های نوری | واکنش های تاریک | |
| محلی سازی در کلروپلاست ها | تیلاکوئیدها | استروما |
| واکنش ها | فتوشیمیایی، یعنی نیاز به نور دارد. انرژی نور باعث انتقال الکترون ها از «دهنده دهنده» الکترون به «پذیرنده» آنها در یک مسیر غیر حلقوی یا چرخه ای می شود. دو فتوسیستم درگیر هستند - Ι و ΙΙ. آنها حاوی مولکول های کلروفیل هستند که هنگام جذب انرژی نور، الکترون ساطع می کنند. آب به عنوان دهنده الکترون برای مسیر غیر چرخه ای عمل می کند. انتقال الکترون منجر به تشکیل ATP (فتوفسفوریلاسیون) و NADPH 2 می شود (جدول 9.5 را نیز ببینید). | آنها به نور نیاز ندارند. CO 2 هنگامی که به یک گیرنده پنج کربنی، ریبولوز بیس فسفات (RiBP) متصل می شود، ثابت می شود. در این حالت، دو مولکول از ترکیب سه کربنه اسید فسفوگلیسریک (PGA)، اولین محصول فتوسنتز، تشکیل می شود. تعدادی واکنش رخ می دهد که در مجموع چرخه کالوین نامیده می شود. در این مورد، پذیرنده CO 2 -RiBP بازسازی می شود و FGA کاهش می یابد و به قند تبدیل می شود (همچنین به شکل 9.19 مراجعه کنید). |
| معادلات ترکیبی |
اکسیژن مهمترین مؤلفه وجود تمام حیات روی زمین است. با کمال تعجب، این عنصر در سیاره ما، اگرچه غلظت آن در هوا، به گفته برخی از دانشمندان، به طور اجتناب ناپذیری در حال کاهش است، یک ذخیره قابل تجدید است. حتی شگفت انگیزتر این واقعیت است که از بیش از منابع موجود - آب، نور خورشید و دی اکسید کربن - سنتز می شود. و گیاهان این فرآیند شگفت انگیز را انجام می دهند.
البته، ما در مورد فتوسنتز صحبت می کنیم - یک خلقت شگفت انگیز از طبیعت. علیرغم اینکه دانشمندان این موضوع را به طور کامل بررسی کرده اند، هنوز تکرار مراحل فتوسنتز در شرایط آزمایشگاهی غیرواقعی است.
این فرآیند معمولاً به دو مرحله تقسیم می شود:
از نام آنها کاملاً مشخص است که بخش اول فرآیند در نور، یعنی با مشارکت نور خورشید انجام می شود. این فقط در برگهای سبز گیاهان رخ می دهد، زیرا آنها حاوی کلروپلاست هستند - عناصر خاصی که در غشاهای آن ATP سنتز می شود - مولکولی که در آن انرژی ذخیره می شود.
هنگامی که فوتون های نور خورشید به برگ های گیاهان حاوی کلروفیل برخورد می کنند، انرژی نور خورشید به مولکول های انرژی ATP تبدیل می شود که قبلاً در بالا ذکر شد. علاوه بر این، به دلیل انتزاع دو اتم هیدروژن از یک مولکول آب (که به کمک نور خورشید نیز رخ می دهد)، یک مولکول NADP تشکیل می شود. یک مولکول آب تجزیه شده، بدون دو اتم هیدروژن، با اکسیژن آزاد باقی می ماند که وارد جو می شود. بنابراین، محصولات فتوسنتز در فاز نور عبارتند از:
عجیب است که تشکیل اکسیژن در این فرآیند هدف نهایی نیست. بلکه یک عارضه جانبی است. در مرحله بعد، فاز تاریک فتوسنتز یا کموسنتز رخ می دهد که در آن محصولات فاز اول به طور مستقیم درگیر هستند. بیایید نگاهی دقیق تر به آن بیندازیم.
در واقع، هدف از این فرآیند تولید اکسیژن نیست. فاز تاریک فتوسنتز در قسمت دیگری از برگ - در استرومای کلروپلاست های آن رخ می دهد. در پایان فاز نور، گیاه موفق می شود مقدار قابل توجهی از مولکول های انرژی - ATP و NADP H2 را ذخیره کند، بنابراین، مشارکت نور دیگر ضروری نیست. با کمک این مولکول ها است که عناصر آلی سنتز می شوند. منطقی است که وظیفه مولکول انرژی ATP تامین انرژی برای اجرای فرآیندهای سنتز است، در حالی که نقش NADP H2 بازسازی است.
در ابتدای این فاز، مولکول عامل کاهنده اکسید می شود و باعث ناپدید شدن دو اتم هیدروژن می شود و در نتیجه یک مولکول NADP خالص به وجود می آید. در همان زمان، ATP باقیمانده اسید فسفریک را رها می کند و به ADP تبدیل می شود. این دو فرآیند در ماتریس برگ رخ می دهد. سپس مولکول‌های تازه به‌دست‌آمده به لبه‌های برگ‌ها برمی‌گردند، که امکان تکرار کل فرآیند فاز نور را فراهم می‌کند. با این حال، این کلید نیست؛ ما فقط چرخه و توالی عملیاتی را که در برگ‌ها رخ می‌دهد، بیان کردیم.
محصول نهایی این مرحله گلوکز است، یک ترکیب آلی که به عنوان قند ساده طبقه بندی می شود. ملوین کالوین اولین کسی بود که سنتز این مولکول را با جزئیات توصیف کرد. مشخص شد که هر دو مولکول در فاز نوری - پرانرژی و کاهنده - در فرآیندهای سنتز نقش دارند. علاوه بر این، عناصر مهم برای تشکیل قندهای ساده عبارتند از 6 مولکول دی اکسید کربن (CO2)، 24 اتم هیدروژن، 6 مولکول آب:
6СО2 + 24Н + ATP С6Н12О6 + 6Н2O.
فاز تاریک فتوسنتز برای گیاهان مهم است زیرا علاوه بر گلوکز، اسیدهای آمینه مختلف، نوکلئوتیدها، اسیدهای چرب و گلیسرول در این دوره تشکیل می شود.
فتوسنتز یک فرآیند طبیعی بسیار منحصر به فرد است. نه تنها کلید حفظ سطح ثابت اکسیژن در اتمسفر است، بلکه بیانگر کمال طبیعت در زمانی است که عناصر آلی از عناصر غیر آلی ایجاد می شوند.
واکنش های مونواکسیژناز برای موارد زیر ضروری است:
1. تبدیل های خاص اسیدهای آمینه، به عنوان مثال، برای سنتز تیروزین از فنیل آلانین (آنزیم فنیل آلانین هیدروکسیلاز).
2. سنتز کلسترول، اسیدهای صفراوی در کبد. هورمون های استروئیدی در قشر آدرنال، تخمدان ها، جفت، بیضه ها؛ ویتامین D 3 در کلیه ها؛
3. خنثی سازی مواد خارجی (xenobiotics) در کبد.
آنزیم های مسیر اکسیداسیون مونواکسیژناز در غشاهای شبکه آندوپلاسمی موضعی می شوند (با همگن سازی بافت، این غشاها به میکروزوم ها - وزیکول های غشایی تبدیل می شوند). بنابراین مسیر اکسیداسیون مونواکسیژناز را اکسیداسیون میکروزومی می نامند.
اکسیداسیون میکروزومی یک زنجیره انتقال الکترون کوتاه است، از جمله NADP، FAD، FMN، سیتوکروم P 450.
سیستم میکروزومی شامل دو آنزیم است: سیتوکروم P450 و NADPH-سیتوکروم P450 ردوکتاز.
NADPH-سیتوکروم P 450 – ردوکتاز – فلاووپروتئین، حاوی دو کوآنزیم FAD و FMN به عنوان یک گروه مصنوعی است.
سیتوکروم P 450 یک هموپروتئین است که حاوی گروه پروتزی همم و محل اتصال اکسیژن و بستر است. سیتوکروم P 450 کاهش یافته دارای حداکثر جذب در 450 نانومتر است. دو عملکرد را انجام می دهد: اتصال بستر قابل اکسید شدن و فعال سازی اکسیژن مولکولی.
برنج. 11.1. طرح اکسیداسیون میکروزومی
اکسیداسیون میکروزومی در چند مرحله رخ می دهد:
1. اتصال بستر RN در مرکز فعال سیتوکروم P 450.
2. افزودن اولین الکترون و کاهش آهن در هم به Fe 2+. تغییر در ظرفیت آهن باعث افزایش میل ترکیبی P 450 - Fe 2 + RH به مولکول اکسیژن می شود. افزودن یک الکترون دوم به یک مولکول اکسیژن و تشکیل یک کمپلکس پراکسی ناپایدار P 450 –Fe 2 + O 2 - RH.
3. Fe 2+ اکسید می شود و یک الکترون به مولکول اکسیژن اضافه می شود. اتم اکسیژن کاهش یافته (O 2 -) به دو پروتون (دهنده پروتون - NADPH + H +) متصل می شود و 1 مولکول آب تشکیل می شود. اتم دوم اکسیژن در هیدروکسیلاسیون بستر RH نقش دارد. سوبسترای هیدروکسیله ROH از آنزیم جدا می شود.
در نتیجه هیدروکسیلاسیون، سوبسترای آبگریز قطبی تر می شود و حلالیت آن افزایش می یابد و امکان دفع از بدن در ادرار وجود دارد. به این ترتیب بسیاری از بیگانه‌بیوتیک‌ها و مواد دارویی اکسید می‌شوند.
در موارد نادر، هیدروکسیلاسیون باعث افزایش سمیت ترکیب می شود. به عنوان مثال، اکسیداسیون بنزوپیرن غیر سمی (که در دود تنباکو و غذاهای دودی یافت می شود) باعث تولید اکسی بنزپیرن سمی می شود که یک سرطان زا قوی است که باعث تخریب بدخیم سلول ها می شود.
میتوکندری حاوی یک سیستم مونواکسیژناز است که یک عملکرد بیوسنتزی را انجام می دهد: سنتز کلسترول. هورمون های استروئیدی (قشر آدرنال، تخمدان ها، جفت، بیضه ها)؛ اسیدهای صفراوی (کبد)؛ تشکیل ویتامین D3 (کلیه ها).
