Microsomal pengoksidaan: satu set tindak balas

Peranan pengoksidaan microsomal dalam kehidupan organisma adalah sukar untuk harga yg terlalu tinggi atau ketinggalan. Inactivation xenobiotik (bahan-bahan toksik), kejatuhan dan pembentukan hormon adrenal yang terlibat dalam metabolisme protein dan pemeliharaan maklumat genetik - adalah hanya sebahagian kecil daripada masalah yang diketahui diselesaikan terima kasih kepada pengoksidaan microsomal. Ia adalah satu proses autonomi dalam badan, yang dikendalikan selepas terkena bahan pencetus dan berakhir dengan elliminatsiey beliau.

definisi

Microsomal pengoksidaan - lata reaksi termasuk dalam fasa penukaran pertama xenobiotics. Intipati proses terletak pada hydroxylation bahan dengan atom oksigen dan bentuk air. Disebabkan oleh perubahan dalam struktur bahan asal, dan sifat-sifatnya sama ada boleh ditindas atau dikuatkan.

Microsomal pengoksidaan membawa anda ke reaksi conjugation itu. Ini kedua transformasi fasa xenobiotics, akhir yang kumpulan berfungsi yang sedia ada dilampirkan molekul yang dihasilkan di dalam badan. Kadang-kadang pembentukan bahan-bahan perantaraan yang menyebabkan kerosakan sel hati, nekrosis dan degenerasi tisu onkologi.

Pengoksidaan jenis oxidase

reaksi microsomal pengoksidaan berlaku di luar mitokondria dan oleh itu telah digunakan kira-kira sepuluh peratus daripada jumlah oksigen yang masuk ke badan. enzim utama dalam proses ini - oxidase. Dalam struktur mereka, atom logam hadir dengan valens berubah-ubah, seperti besi, molibdenum, tembaga, dan lain-lain, dan oleh itu mereka dapat menerima elektron. Dalam oxidase sel yang terletak di vesikel tertentu (peroxisomes) terletak pada membran mitokondria luar dan dalam EPR (retikulum endoplasma kasar). Substrat jatuh pada peroksisom kehilangan molekul hidrogen, yang melekat pada molekul air untuk membentuk peroksida.

Terdapat hanya lima oxidases:

- monoaminooksigenaza (MAO) - membantu untuk mengoksidakan adrenalin dan amina biogenik lain yang dihasilkan oleh kelenjar adrenal;

- diaminooksigenaza (DAO) - terlibat dalam pengoksidaan histamine (pengantara keradangan dan alahan), poliamin dan diamines;

- L-amino asid oxidase (iaitu, molekul levorotatory);

- D-amino asid oxidase (molekul dextrorotatory);

- xanthine - mengoksidakan adenina dan guanine (asas nitrogen termasuk dalam molekul DNA).

Nilai jenis oxidase microsomal pengoksidaan terdiri dalam penghapusan xenobiotics dan menyahaktifkan bahan-bahan biologi aktif. Pendidikan peroksida mempunyai tindakan bakteria dan pembersihan mekanikal daripada kesalahan adalah kesan sampingan yang yang menduduki tempat yang penting antara kesan lain.

Pengoksidaan jenis oxygenase

Oxygenase jenis tindak balas dalam sel juga berlaku pada retikulum endoplasma kasar dan membran mitokondria vneschnih. Ini memerlukan enzim tertentu - oxygenase yang meningkatkan molekul oksigen daripada substrat, dan memperkenalkan ke dalam bahan teroksid. Jika dilaksanakan satu atom oksigen, enzim monooxygenase yang dipanggil atau hydroxylase. Dalam hal memperkenalkan dua atom (iaitu, seluruh molekul oksigen), enzim dipanggil diaksigenaza.

Oxygenase tindak balas jenis pengoksidaan termasuk kompleks multienzyme pertigaan yang mengambil bahagian dalam pemindahan elektron dan proton daripada substrat diikuti oleh pengaktifan oksigen. Keseluruhan proses berlaku dengan penyertaan cytochrome P450, yang masih akan diterangkan dengan lebih terperinci.

Contoh oxygenase reaksi jenis

Seperti yang dinyatakan di atas, monooxygenase untuk kegunaan pengoksidaan hanya satu oksigen atom kedua-dua didapati. Kedua, mereka yang melekat pada dua molekul hidrogen untuk membentuk air. Salah satu contoh tindak balas tersebut adalah pembentukan kolagen. oksigen penderma dalam kes ini bertindak sebagai vitamin C. Prolingidroksilaza merompak ia molekul oksigen dan memberikannya kepada Proline, yang merupakan sebahagian daripada molekul procollagen itu. Proses ini memberi kekuatan dan keanjalan tisu penghubung. Apabila terdapat kekurangan vitamin C, gout membangun. Ia menyatakan kelemahan tisu penghubung, pendarahan, lebam, kehilangan gigi, iaitu, kualiti kolagen dalam badan adalah di bawah.

Satu lagi contoh adalah hydroxylase yang menukar molekul kolesterol. Ini adalah salah satu peringkat pembentukan hormon steroid, termasuk seks.

tidak hydroxylase tertentu

hydrolase ini perlu bagi pengoksidaan bahan-bahan asing seperti xenobiotics. Pengertian tindak balas adalah untuk membuat bahan itu lebih bersetuju dengan penyingkiran, lebih larut. Proses ini dipanggil detoksifikasi, dan ia biasanya berlaku di dalam hati.

Dengan menggunakan keseluruhan molekul oksigen dihasilkan dalam jurang xenobiotics reaksi kitaran dan penguraian bahan kompleks menjadi beberapa mudah dan boleh didapati untuk proses metabolik.

spesies oksigen reaktif

Oksigen adalah bahan berbahaya, kerana, sebenarnya, pengoksidaan - satu proses pembakaran. Dalam bentuk O ₂ molekul atau air adalah stabil dan lengai secara kimia, kerana tahap kuasanya dipenuhi dan elektron baru tidak boleh menyertai. Walau bagaimanapun, sebatian di mana oksigen tidak di semua terdapat sepasang elektron mempunyai kereaktifan yang tinggi. Oleh itu mereka dipanggil aktif.

sebatian oksigen itu:

1. Dalam tindak balas monooksidnyh dihasilkan superoxide yang dipisahkan dari P450 cytochrome.
2. Reaksi oxidase adalah pembentukan anion peroksida (hidrogen peroksida).
3. Semasa semula pengoksigenan tisu-tisu, yang menjalani iskemia.

Pengoksida paling berkuasa ialah radikal hidroksil, ia wujud dalam bentuk yang percuma hanya juta daripada kedua, tetapi dalam masa yang mempunyai masa untuk pergi melalui beberapa tindak balas pengoksidaan. ciri-ciri yang bahawa radikal hidroksil memberi kesan kepada bahan hanya di tempat di mana terbentuk, kerana ia tidak boleh menembusi fabrik.

anion dismutase dan hidrogen peroksida

bahan-bahan ini aktif bukan sahaja dalam bidang pendidikan, tetapi juga pada jarak beberapa daripada mereka, kerana mereka boleh menembusi melalui membran sel.

kumpulan hidroksil menyebabkan pengoksidaan residu asid amino: histidine, cysteine dan tryptophan. Ini membawa kepada inactivation sistem enzim, serta gangguan daripada protein pengangkutan. Di samping itu, pengoksidaan microsomal asid amino membawa kepada kemusnahan struktur asas nitrogenous nukleik dan, akibatnya, mengalami alat genetik sel. Dan teroksida asid lemak yang membentuk membran sel bilipidnogo lapisan. Ini memberi kesan kepada kebolehtelapan, elektrolit pekerjaan pam membran dan lokasi penerima.

Perencat pengoksidaan microsomal - adalah antioksidan. Mereka dijumpai dalam makanan dan dihasilkan di dalam badan. Antioksidan yang paling terkenal adalah vitamin E. Bahan-bahan boleh menghalang pengoksidaan microsomal. Biokimia menerangkan interaksi antara mereka berdasarkan maklum balas. Iaitu, lebih oxidases, lebih banyak mereka ditindas, dan begitu juga sebaliknya. Ini membantu untuk mengekalkan keseimbangan antara sistem dan keteguhan persekitaran dalaman.

rantaian pengangkutan elektrik

sistem microsomal pengoksidaan tidak larut dalam sitoplasma komponen supaya semua enzim yang dikumpulkan di permukaan retikulum endoplasma. Sistem ini termasuk beberapa protein, yang membentuk litar electrotransport yang:

- NADPH-P450 reductase dan cytochrome P450;

- OVER-tsitohromV5 reductase dan cytochrome B5;

- steatorrhea-CoA desaturase.

Penderma elektron dalam kebanyakan kes-kes tindakan NADP (nicotinamide adenina dinucleotide fosfat). Ia mengoksidakan reductase NADPH-P450, yang terdiri daripada dua koenzim (FAD dan FMN), untuk mengambil elektron. Pada akhir rantai FMN teroksida menggunakan P450.

cytochrome P450

Ini enzim pengoksidaan microsomal daripada protein heme yang mengandungi. Ia mengikat oksigen dan substrat (biasanya xenobiotik a). namanya dikaitkan dengan penyerapan cahaya dengan panjang gelombang 450 nm. Ahli biologi telah menemui dalam semua organisma hidup. Pada masa ini, digambarkan dengan lebih daripada sebelas ribu protein yang dimiliki oleh sistem cytochrome P450. Dalam bakteria, bahan itu larut dalam sitoplasma, dan ia dipercayai bahawa borang ini adalah yang paling evolutionarily tua daripada yang ada pada manusia. Kami cytochrome P450 - protein mural ditetapkan pada membran sitoplasma.

Enzim kumpulan ini terlibat dalam metabolisme steroid dan asid hempedu lemak, fenol, meneutralkan dadah, racun atau dadah.

Sifat-sifat pengoksidaan microsomal

Proses pengoksidaan microsomal mempunyai kekhususan substrat luas, dan ini pula, membolehkan untuk mengesan pelbagai bahan. Sebelas ribu protein P450 cytochrome boleh dilipat di lebih daripada satu ratus lima puluh isoforms enzim. Setiap daripada mereka mempunyai sejumlah besar substrat. Ini membolehkan badan untuk menghilangkan hampir semua bahan-bahan berbahaya yang terbentuk di dalam atau berada di luar. Menghasilkan dalam enzim pengoksidaan microsomal hati boleh bertindak di dalam negara dan pada jarak yang agak jauh dari badan.

Peraturan aktiviti pengoksidaan microsomal

pengoksidaan microsomal dalam hati dikawal pada tahap mRNA, tetapi sebaliknya fungsinya - transkripsi. Semua varian cytochrome P450, sebagai contoh, yang dicatatkan pada molekul DNA, dan ia muncul di ESR perlu untuk "menulis semula" maklumat dari DNA kepada suruhan RNA. Kemudian mRNA ditujukan kepada ribosom di mana molekul protein terbentuk. Bilangan molekul ini dikawal dari luar dan bergantung kepada jumlah bahan-bahan yang perlu dinyahaktifkan, dan adanya asid amino penting.

Pada masa ini, lebih daripada dua ratus lima puluh digambarkan sebatian kimia yang mengaktifkan pengoksidaan microsomal badan. Ini termasuk barbiturat, hidrokarbon aromatik, alkohol, keton dan hormon. Walaupun kepelbagaian jelas ini, semua bahan-bahan ini adalah lipophilic (larut dalam lemak), dan oleh itu mudah terdedah kepada cytochrome P450.