- •ГБОУ ВПО УГМУ Минздрава РФ Кафедра биохимии
- •план
- •1.Оксигеназный путь использования О2
- •Токсичные метаболиты – вещества, участвующие в метаболизме и токсичные в высоких концентрациях.
- •Классификация загрязнителей продовольственного сырья и продуктов питания:
- •Биотрансформация
- •Локализация биотрансформации
- •Виды биотрансформации
- •Пути биотрансформации в организме
- •Монооксигеназные реакции:
- •1.Микросомальные монооксигеназные системы
- ••Открыто 150 генов, кодирующих различные изоформы цитохрома Р450 у животных, растений, грибов и
- •Б. Цепь НАДН2-цитохром b5 редуктаза – Цитохром b5 – стеароил-КоА-десатураза
- •Биологическая роль микросомального окисления:
- •2. Митохондриальные монооксигеназные системы
- •Факторы, влияющие на активность ферментов биотрансформации
- •Диоксигеназные реакции
- •L-триптофандиоксигеназа печени, содержит гем, участвует в катаболизме триптофана:
- •ПЕРОКСИДАЗНЫЙ И РАДИКАЛЬНЫЙ ПУТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КИСЛОРОДА
- •Образование АФК
- •Основная часть АФК образуются в
- •Неферментативные реакции образования АФК
- •Ферментативные реакции образования АФК
- •Первичные радикалы
- •Вторичные радикалы
- •Использование АФК в организме
- •Повреждающее действие АФК в организме
- •Субстраты ПОЛ – полиненасыщенные ЖК
- •РЕАКЦИИ П О Л
- •Схема развития оксидативного стресса в митохондриях
- •Антиоксидантная защита
- •АНТИОКИСЛИТЕЛЬНЫЕ
- •пероксидазы
- ••Фосфолипаза в мембране отщепляет от фосфолипидов окисленные жирные кислоты, содержащие гидроперекисную группу (ROOH),
- •Неферментативная антиоксидантная система
- •Токоферол (верх) и синтетический АО ионол (низ)
- •Антирадикальный механизм действия витамина Е
- •Антиоксиданты крови и цитоплазмы
- ••Глутатион- восстановает пероксиды
- •Спасибо за внимание!
Образование АФК
Соединения О + высокая энергия |
|
АФК |
|
||
|
Рентген
УФИ
Температура
Гомолитический разрыв связей под действием высокой энергии (УФ-излучения, рентген и др.). Пример, радиолиз воды с образованием Н2; Н2О2 и свободных радикалов: Н·, НО∙, О·. На солнце фотостарение кожи.
Основная часть АФК образуются в
неферментативных и ферментативных
реакциях в результате последовательного присоединения е- к кислороду
Соединения О + е- |
|
АФК |
|
||
|
1.О2 + 1е- → О∙2 супероксидный анион-радикал (˙О::О:).
2.О∙2 +1е- → О2-2 пероксидный анион (:О::О:), он быстро протонируется О2-2 + 2Н+ → Н2О2 (Н:О::О:Н)
3.Н2О2 + 1е- → НО∙ + ОН- гидроксильный радикал, ОН- протонируется с образованием воды ОН- + Н+ → Н2О
4.ОН∙ + 1е- → Н2О (Н:О:Н)
Неферментативные реакции образования АФК
•Электроны, необходимые для образования АФК могут давать:
•1). Металлы переменной валентности.
•Hb(Fe2+) + O2 → MetHb(Fe3+) + О∙2
•H2O2 + Fe2+ → Fe3+ + HO- + HO· (реакция Фентона)
•HOCl + Fe2+ → Fe3+ + Cl- + HO· (реакция Осипова)
•2). Радикалы. АФК, обмениваясь е-, легко переходят друг в друга: О∙2 + Н2О2 → О2 + НО∙ + ОН-
Ферментативные реакции образования АФК
1.В ЦОФ: Q + 1е- → НQ∙ (семихинон), при реоксигенации ишемических тканей он может
взаимодействовать с О2, образуя супероксидный анион-радикал: HQ· + O2 → Q + О∙2 + H+;
2.в реакциях МСО е- с Р450 переходит на О2 с образованием супероксидного анион-радикала, который иногда теряется с активного центра.
3.Аэробные дегидрогеназы (ФАД-зависимые оксидазы)
переносят е- и Н+ с субстрата на О2 → Н2О2. Примеры: оксидазы аминокислот, супероксиддисмутаза, оксидазы пероксисом.
Первичные радикалы
Название |
Структура |
Образова |
Биологическая |
радикала |
радикала |
ние радикала |
роль радикала |
Супероксид |
·OO- |
НАДФН |
Антимикробная |
|
|
оксидаза |
защита |
Нитроксид |
·NO |
NO-синтаза |
Фактор |
расслабления |
|||
|
|
|
сосудов |
Убихинол |
·Q |
Дыхатель |
Переносчик |
|
ная цепь МХ |
электронов |
|||
|
|
Вторичные радикалы
|
|
|
|
|
Название |
Структура |
|
Образуется в реакции |
|
радикала |
радикала |
|
||
|
|
|||
Радикал |
·OH |
Fe2+ |
+ HOOH → Fe3+ + HO- +·OH |
|
гидроксила |
Fe2+ |
+ ClO- + H+ → Fe3+ +Cl - + ·OH |
||
Липидные |
LO· |
Fe2+ |
+ LOOH → Fe3+ + HO- + LO· |
|
L· |
LO· + LH → LOH + L· |
|||
радикалы |
||||
LOO· |
L· + O2 → LOO· |
|||
|
||||
|
|
|
|
Использование АФК в организме
1.Иммунная система. АФК используются фагоцитами - тканевыми макрофагами, моноцитами и гранулоцитами крови для разрушения бактерий, вирусов и онкоклеток.
Фагоциты с участием НАДФН2-оксидазы выделяют супероксидный анион-радикал: НАДФН2 + 2O2 → НАДФ+ + 2О∙2 + 2Н+
Супероксиддисмутаза (СОД) превращает супероксидный радикал в перекись водорода: 2О∙2 + 2H+ → H2O2+ O2
Под действием миелопероксидазы H2O2, превращается в гипохлорит – соединение, разрушающее стенки бактериальных клеток: H2O2 + Cl- → H2O + ClO-.
2.Поддержание гомеостаза. Эйказаноиды – медиаторы воспаления
3.Внутриклеточное пищеварение. В пероксисомах образуются АФК. Когда пероксисомы сливаются с фагосомами, АФК обеспечивают внутриклеточное пищеварение.
Повреждающее действие АФК в организме
Радикалы гидроксила химически исключительно активны
и вызывают повреждение
1.белков,
2.нуклеиновых кислот
3.и липидов биологических мембран.
Субстраты ПОЛ – полиненасыщенные ЖК
•Линоленовая кислота — CH3(CH2CH=CH)3(CH2)7COOH.
•Арахидоновая кислота, витамин F, CH3(CH2)4(CH=CHCH2)4(CH2)2COOH
идр.
РЕАКЦИИ П О Л
|
|
|
ÑÎÎÍ |
HÎ * |
H O |
|
|
ÑÎÎÍ |
|
|
|
|
2 |
|
|
||
C |
|
C |
|
ин ицииро ван ие |
C |
C |
|
|
H |
|
H |
|
H2 |
H* |
|
||
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
Ï î ëèí åí àñû ù åí í àÿ |
|
|
Радикал п о лин ен асы щ ен н о й |
|||||
жирн ая кисло та |
|
Î 2 |
|
жирн о й кисло ты |
|
|||
|
|
|
|
|
|
изо м еризация |
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
ÑÎÎÍ |
|
H* |
|
||
|
|
|
|
|
10-6ñåê |
|
||
C |
|
HC |
|
|
C |
|
COOH |
|
H2 |
O |
O* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ï åðî ê ñè äí û é ðàäè ê àë |
|
|
Äè åí î âû å ê î í üþ ãàòû |
|
||||
|
æè ðí î é ê è ñëî òû |
|
|
|
||||
|
|
|
|
æè ðí û õ ê è ñëî ò |
|
|||
|
|
|
R-COOH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О кислен ие н о во й ЖК |
|
|
|
||
|
|
|
R*-COOH |
|
HO* |
|
|
|
|
|
|
ÑÎÎÍ |
|
ÑÎÎÍ |
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
C |
|
HC |
|
|
|
C |
HC |
|
H2 |
|
O |
OH |
ñï î í ò àí í û é |
H2 |
O* |
|
|
Ãè äðî ï åðåê è ñü |
ðàñï àä |
Ãè äðî ê ñè ëüí û é ðàäè ê àë |
|
|||||
|
|
æè ðí î é ê è ñëî òû |
|
|||||
æè ðí î é ê è ñëî òû |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Ин дуциро ван н ы й |
|
R-COOH |
|
||
|
|
|
|
ðàñï àä |
|
|
||
|
|
|
|
|
О кислен ие н о во й ЖК |
|||
|
|
|
|
|
OH- |
|
||
|
|
|
|
|
|
R*-COOH |
|
|
|
|
|
|
2+ |
Fe3+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
ÑÎÎÍ |
|
||
|
|
|
|
Fe |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
HC |
|
|
|
|
|
|
|
H2 |
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ãè äðî ê ñè æè ðí àÿ ê è ñëî òà