Лекция (3) (1123237), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Однакоконцентрацияцерулоплазминавплазмекровизначительнопревышаетконц-июСОДипоэтомуцерулоплазминрассматриваютвкачествеосновногоантиоксидантногобелкавплазмекрови.КаталазаКатализируетпревращениеперекисиводородавводу:Вклеткахкаталазалокализована, главнымобразом, впероксисомах(до80%), атакжевцитозоле.Глутатионпероксидаза(GPx)Глутатионпероксидазаявляетсяоднимизважнейшихантиоксидантныхферментов, т.к. осуществляетдетоксикациюнетолькоперекисиводорода(доводы), ноиорганическихперекисей(досоответствующихспиртов) безобразованиярадикальныхпродуктов.Считают, чтоглутатионпероксидазаиграетболееважнуюрольвудаленииперекисиводорода, чемкаталаза, т.к.:• глутатионпероксидазалокализованавтехжевнутриклеточныхкомпартментах(митохондрияхицитозоле), чтоиСОД–основнойпроизводительперекисиводородавклетке;• посравнениюскаталазойглутатионпероксидазахарактеризуетсяболеенизкимизначениямиK M (константыМихаэлиса) вотношенииперекисиводорода, т.е.

действуетвотношениинизкихконцентрацийперекисиводородагораздоболееэффективно, чемкаталаза.ГлутатионпероксидазаосуществляетдетоксикациюH2O2 иорганическихперекисейдействуясовместносвосстановленнымглутатионом(GSH),глутатионредуктазой(GRed) ивосстановленнымНАДФ, образуят.н.глутатионпероксидазнуюсистему.ГлутатиопероксидазнаясистемаROHH2OROOHH2O2GPxGSHGlut at hioneredox cycleGSSGGRedNADP +NADPHГлутатионпероксидаза(GPx) осуществляетдетоксикациюперекисиводородаH2O2 (доH2O) иорганическойгидроперекисиROOH (досоответствующегоспиртаROH) ссопутствующимокислением2 молекулвосстановленногоглутатиона(GSH) иобразованиемокисленногоглутатиона, которыйпредставляетсобойдисульфид(GSSG). GSSG быстровосстанавливаетсядоGSH поддействиемглутатионредуктазы(GRed), использующейНАДФН(NADPH) вкачестведонораэлектрона.ROOH + 2GSHGPxROH + GSSG + H2OH2O2 + 2GSHGPxGSSG + 2H2OGRed2GSH + 2NADP +GSSG + 2NADPHВусловияхсильногоокислительногострессаGRed неуспеваетвосстанавливатьбольшиеколичестваобразовавшегосяокисленногоглутатионаGSSG, чтоприводиткнарушениюбалансаGSH/GSSG, накоплениюАФКиокислительнымповреждениямвклетке.ПолиморфизмглутатиопероксидазыСелен-содержащиеGPxНеселеновыеGPx(глутатион-S-трансферазы[GSTs])Цитозольная(клеточная)GPx (cGPx илиGPx-1)Желудочно-кишечнаяGPx(giGPx илиGPx-2)Внеклеточная(плазматическая)GPx (pGPx илиGPx-3)GPx гидроперекисейфосфолипидов(PhGPx илиGPx-4)Глутатиопероксидазагидроперекисейфосфолипидов(PhGPx)PhGPx (вотличиеотдругихформ) способнавосстанавливатьгидроперекисижирныхкислотфосфолипидовдосоответствующихспиртовбезпредварительногоотщепленияжирнойкислотыотфосфолипидафосфолипазой, т.е.

прямовмембране. Этоисключительноважнодляосуществленияантиоксидантнойзащитымитохондриальныхмембран.СравнениесубстратнойспецифичностиcGPx иPhGPx:PhGPx оказаласьтакжеспособнавосстанавливатьгидроперекиситимина,которыеобразуютсяпридействииАФКнатиминовыеостаткиДНК(константаскоростидляPhGPx на4 порядкавыше, чемдляcGPx).Восстановленныйглутатион–важнейшийкомпонентантиоксидантнойзащитыcysteinylglycineglutamylВглутатионпероксидазнойсистемевторымповажностикомпонентомпослеглутатионпероксидазыявляетсявосстановленныйглутатионGSH.Reducedglutathione(GSH)GSH представляетсобойтрипептидγглутамилцистеинилглицин(т.е. состоитиз3-хаминокислотныхостатков), вкотором, однакоаминогруппа(—NH2) цистеинасоединенасглутаматомчерезкарбоксильнуюгруппу(—СООН)боковойцепиглутамата, анечерезαкарбоксильнуюгруппукакдолжнобытьприобычнойпептиднойсвязи.GSH играетисключительноважнуюрольвклетке,осуществляяразличныезащитныеирегуляторныефункции.Oxidizedglutathione(GSSG)ОсновныефункцииглутатионавклеткеРедокс-регуляцияактивноститиол- илидисульфид-содержащихнизкомолекулярныхрегуляторныхбелковАнтиоксидантнаязащитаНеферментативнаяантиоксидантнаязащитаПерехватсвободныхрадикаловУчастиевдетоксикацииксенобиотиков,осуществляемойглутатионS-трансферазойФерментативнаяантиоксидантнаязащитаДетоксикацияперекисиводородаH2O2 иорганическихгидроперекисейROOHглутатионпероксидазнойсистемойВосстановленныйглутатион–важнейшийнебелковыйтиолвклеткеВнутриклеточныеконцентрациивосстановленногоглутатиона(GSH) являютсявесьмавысокимииварьируютот1 до10 мМвразныхтканях.Восстановленыйглутатион–этоосновнойнебелковыйтиолвклетке.

Егодолясоставляет75-90% отобщегосодержаниянебелковыхтиоловвклетке.СредидругихнебелковыхтиоловнаибольшиеконцентрацииимеютцистеиникоэнзимА.Большаячастьвнутриклеточногоглутатионапредставленавосстановленнымглутатионом(ориентировочно95%).ГемоксигеназаГемоксигеназа–этофермент, которыйокисляетгем(типb).Приэтомобразуется3 продукта: биливердин, моноокисьуглеродаCO иFe2+.COO2Fe2+HemeoxygenaseHeme(type b)NADPHM = methyl (-CH 3), V = vinyl (-CH=CH2 ),P = propionic acid (-CH2 -CH2 -COOH)NADP+Side chains of pyrrole ringsin type b hemeBiliverdinПолиморфизмгемоксигеназыПочемугемоксигеназуотносяткантиоксидантнымферментам?Дляответанаэтотвопросрассмотримподробнееисходныйсубстрат(гем) иобразующиесяпродукты(биливердиниFe2+).ГемиегоосновныефункцииворганизмеГемявляетсясоставнойчастью–т.н.

простетическойгруппоймногихжизненноважныхбелков, втомчислеферментов.ПРОСТЕТИЧЕСКАЯГРУППА(отгреч. prosthetikos - прибавляющий) –этонебелковаячастьмолекулсложныхбелков, вт.ч. ферментов.ГЕМОПРОТЕИНЫ (т.е. белки, всоставкоторыхвходитгем) выполняютворганизмемножествоисключительноважныхфункций, такихкак:• связываниеипереноскислорода(гемоглобин, миоглобин);• клеточноедыханиеипереносэлектронов(цитохромыa, b, c);• биотрансформацияксенобиотиковистероидов(цитохромP-450);• инактивацияперекисиводородаиорганическихгидроперекией(каталазаиглутатионпероксидаза);• окислениеразличныхсубстратов, опосредованноеперекисьюводорода(миелопероксидаза, лактопероксидазаидр. пероксидазы);• синтезпростагландинов(циклооксигеназа);• сигнальнаятрансдукция(гуанилатциклаза, синтазаоксидаазота)• идругиефункции.Упозвоночныхвстречаетсянесколькотиповгема, различающихсябоковымицепямипиррольныхколец.Гемтипаb наиболеераспространениявляетсяпростетическойгруппойвсехгемопротеиновзаисключениемцитохромовc иa, всоставкоторыхвходитгемтипаc игемтипаa, соответственно.Свободныйгем–сильныйпрооксидантВремяжизнимолекулбелков(втомчислеигемопротеинов) ворганизмеоченьнебольшойионивконцеконцовраспадаютсяврезультатепротеолиза.Высвобождающийсяприраспадегемопротеиновгемтакжеподвергаетсядальнейшейутилизации.

Единственныйфизиологическизначимыйпутьутилизациисвободногогемаворганизме–этоегоокислениегемоксигеназой.СвободныйгемимеетвсвоемсоставеионFe ипоэтомуявляетсякакисвободныйионFe мощнымпрооксидантом, вызываяраспадорганическихгидроперекисейROOH собразованиемрадикаловRO• иROO• ираспадперекисиводородаH2O2 собразованиемгидроксильногорадикалаOH• (пореакцииФентона):H2O2 + гем(Fe2+)OH- + OH• + гем(Fe3+).Благодарясвоимгидрофобнымсвойствами, соответственнохорошейрастворимостивлипидах, свободныйгемявляетсяэффективнымпромоторомперекисногоокислениялипидов, котороеоченьвреднодлялипидногослоябиомембраниклеткивцелом.БиливердинпревращаетсявбилирубинБИЛИФЕРДИН–основнойпродуктокислениягемагемоксигеназой–быстровосстанавливаетсяподдействиемферментаБИЛИВЕРДИНРЕДУКТАЗАвБИЛИРУБИН.БИЛИРУБИН, какоказалось, являетсясильнымперехватчикомкислородсодержащихсвободныхрадикалов, сравнимымпоэффективностисизвестныммощнымантиоксидантомα–токоферолом(витаминомE).

Поддействиемэтихрадикаловбилирубинокисляетсявбиливердин.BiliverdinreductaseNADPHNADP +BiliverdinBilirubinOxygen free radicals(OFR)ConjugationExcretionГемоксигеназа–антиоксидантныйферментТакимобразом, гемоксигеназаучаствуетвпревращениигема(сильногопрооксиданта) вбилирубин(сильныйантиоксидант).Именнопоэтомугемоксигеназурассматриваюткакантиоксидантныйфермент.Высвобождающеесяжелезо(вформеFe2+ ) приокислениисвободногогемагемоксигеназой, конечно, являетсяпрооксидантом. Однако, поддействиемизбыточныхколичествионовFe2+ вклеткебыстроиндуцируетсяжелезозапасающийбелокФЕРРИТИН, которыйсвязываетсвободныеионыFe2+ иокисляетихдоFe3+.

Каждаямолекулаферритинасвязываетдо4500 ионовжелеза!!!Ферритинпредставляетсобойглобулярныйбелок,состоящийиз24 субъединиц(2-хтипов), образующихполуюсферическуюоболочку, внутрикоторойзапасаетсяжелезо.ПосколькуферритинудаляетизцитозоляклеткиизбыточныеколичествадвухвалентногожелезаFe2+(являющегосясильнымпрооксидантом), онтакжерассматриваетсякакантиоксидантныйбелок.ВнутриклеточнаялокализацияосновныхантиоксидантныхферментовCatalaseMitochondrionMatrix:•Mn-SODExtracellular fluidsand interstitium:Intermembranespace:•PhGPx (long form)•Cu,Zn-SODECSODCytosol•cGPx•PhGPx (short form)•non-Se GPx•Cu,Zn-SODHeme oxygenaseКислородныйэффектврадиобиологииОпределениеявлениякислородногоэффектаСуществуетнесколькоопределенийкислородногоэффектаврадиобиологии.1.

Кислородныйэффектврадиобиологии–этоявлениеусиленияповреждающегодействияионизирующегоизлученияприналичиивсредекислородавовремяоблучения.2. Кислороднымэффектомврадиобиологииназываютрадиозащитноедействиегипоксии(т.е. пониженногосодержаниякислорода).3. Кислороднымэффектомврадиобиологииназываютрадиосенсибилизирующеедействиекислорода.Кислородныйэффектявляетсяуниверсальнымявлениеминаблюдаетсяприоблученииразличныхобъектов–целыхорганизмов,клетокипростыхмодельныхсистем.ПервыенаблюдениякислородногоэффектаПервыенаблюдениякислородногоэффекта:1.

Характеристики

Список файлов лекций