Mikrosomal oxidation: et sæt af reaktioner

er vanskelig rolle mikrosomale oxidation i organismens liv at overvurdere eller gå glip af. Inaktivering af miljøfremmede (giftige stoffer), sammenbrud og dannelsen af binyrebarkhormoner, der er involveret i metabolismen af proteiner og bevarelse af genetisk information - er kun en lille brøkdel af kendte problemer løses takket være mikrosomal oxidering. Det er en autonom proces i kroppen, som køres efter at være ramt af en udløser stof og slutter med sin elliminatsiey.

definition

Mikrosomal oxidation - en kaskade af reaktioner indbefattet i den første omdannelsesfasen af fremmedstoffer. Essensen af processen ligger i hydroxyleringen af stoffer med oxygenatomer og formular vand. På grund af de ændringer i strukturen af det oprindelige materiale, og dets egenskaber kan enten undertrykkes eller forstærkes.

Mikrosomal oxidation finder dig til konjugeringsreaktionen. Denne anden fasetransformationer af fremmedstoffer, hvis ende en eksisterende funktionelle gruppe er forbundet molekyler produceret i kroppen. Undertiden dannelse af intermediære stoffer, der forårsager leveren celleskader, nekrose og vævsdegeneration onkologi.

Oxidation oxidase typen

Mikrosomal oxidationsreaktioner opstår uden for mitokondrier og derfor har indtaget cirka ti procent af det totale ilt ind i kroppen. Nøgleenzymer i denne proces - oxidase. I deres struktur, metalatomerne er til stede med variabel valens, såsom jern, molybdæn, kobber, etc., og derfor er de i stand til at acceptere elektroner. I cellen oxidase placeret i specifikke vesikler (peroxisomer) placeret på de ydre mitokondriske membraner og i EPR (ru endoplasmatisk reticulum). Substrat falder på peroxisom mister brintmolekyler, som er fastgjort til et molekyle vand til dannelse af peroxid.

Der er kun fem oxidaser:

- monoaminooksigenaza (MAO) - bidrager til at oxidere adrenalin og andre biogene aminer fremstillet af binyrerne;

- diaminooksigenaza (DAO) - involveret i oxidationen af histamin (mediator af inflammation og allergi), polyaminer og diaminer;

- L-aminosyre-oxidase (dvs. venstredrejende molekyler);

- D-aminosyreoxidase (højredrejende molekyler);

- xanthin - oxidere adenin og guanin (nitrogenbaser inkluderet i DNA-molekylet).

Værdien af oxidase typen mikrosomal oxidering består i elimineringen af xenobiotika og inaktivere biologisk aktive stoffer. Uddannelse peroxid har en baktericid virkning og den mekaniske rensning af fejlen er den bivirkning, der indtager en vigtig plads blandt andre effekter.

Oxidation oxygenase typen

Oxygenase typen reaktion i cellen foregår også på det ru endoplasmatiske reticulum og mitokondrier membraner vneschnih. Dette kræver specifikke enzymer - oxygenase, som øger ilt molekyle fra substratet, og indføre det i det oxiderbare stof. Hvis det gennemføres ét oxygenatom den monooxygenase enzym kaldet eller hydroxylase. I tilfælde af indføring af to atomer (dvs. en hel molekyle af oxygen) enzymet kaldes diaksigenaza.

Oxygenase typen oxidationsreaktion omfatter et ternært multienzymkomplekset der deltager i overførslen af elektroner og protoner fra substratet efterfulgt af aktivering af oxygen. Hele denne proces sker med deltagelse af cytokrom P450, som stadig vil blive beskrevet mere detaljeret.

Eksempler oxygenase reaktioner

Som nævnt ovenfor, monooxygenase til oxidation brug kun ét oxygenatom af de to tilgængelige. For det andet er de fastgjort til to molekyler af hydrogen til dannelse af vand. Et eksempel på en sådan reaktion er dannelsen af collagen. oxygen donor i dette tilfælde fungerer som vitamin C. Prolingidroksilaza frarøver det oxygenmolekyle og giver det til prolin, hvilket igen er en del af procollagen molekylet. Denne fremgangsmåde giver styrke og elasticitet af bindevæv. Når der er en mangel på vitamin C, den at udvikle gigt. Det manifesterer den svage bindevæv, blødning, blå mærker, tab af tænder, det vil sige, at kvaliteten af collagen i kroppen er nedenfor.

Et andet eksempel er den hydroxylase, der konverterer kolesterol molekyle. Dette er en af de stadier af dannelsen af steroide hormoner, herunder køn.

er ikke specifik hydroxylase

Denne hydrolase nødvendig til oxidation af fremmede stoffer, såsom fremmedstoffer. Betydningen af reaktionerne er at gøre sådant materiale mere modtagelig for fjernelse, mere opløselig. Denne proces kaldes afgiftning, og det sker især i leveren.

Ved at bruge hele molekylet af oxygen produceres i mellemrummet xenobiotika cyklus reaktioner og nedbrydning af komplekse stof i flere enklere og tilgængelig for metaboliske processer.

Reaktive oxygenarter

Oxygen er en potentielt farligt stof, da det i virkeligheden, oxidation - en forbrændingsproces. I form af O ₂ molekyler eller vand er stabil og kemisk inert, fordi dens effektniveau er fyldt og nye elektroner kan ikke deltage. Imidlertid forbindelser, i hvilke oxygen ikke er på alle der er et par af elektroner har høje reaktivitet. Derfor er de kaldes aktiv.

Sådanne oxygenforbindelser:

1. I monooksidnyh reaktioner produceret superoxid som er adskilt fra cytochrom P450.
2. Oxidasen reaktioner er dannelsen af peroxidanion (hydrogenperoxid).
3. Under den fornyede oxygenering af væv, som undergik iskæmi.

Den mest kraftfulde iltningsmiddel er en hydroxyl radikal, det eksisterer i en fri form blot en milliontedel af et sekund, men i den tid har tid til at gå gennem en række oxidation reaktioner. Dens funktion er at hydroxylradikalet påvirker stoffet kun på det sted, hvor der dannes, da det ikke kan trænge ind i stoffet.

Superoxidanionen og hydrogenperoxid

Disse stoffer er aktive ikke blot inden for uddannelse, men også i nogen afstand fra dem, da de kan trænge gennem cellemembranen.

Hydroxylgruppe bevirker oxidationen af aminosyreresterne: histidin, cystein og tryptofan. Dette fører til inaktivering af de enzymsystemer, samt sprængning af transportproteiner. Desuden mikrosomal oxidering af aminosyrer fører til ødelæggelse af strukturen af nukleinsyre nitrogenholdig base og følgelig lider genetiske apparat af cellen. Og oxideret fedtsyrer, der udgør cellemembraner bilipidnogo lag. Dette påvirker deres permeabilitet, job elektrolyt membranpumpe og placeringen af receptoren.

Inhibitorer af mikrosomalt oxidation - er antioxidanter. De findes i fødevarer og produceres i kroppen. Den mest kendte antioxidant er vitamin E. Disse stoffer kan inhibere mikrosomal oxidering. Biokemi beskriver interaktionen mellem dem på grundlag af feedback. Det vil sige, jo flere oxidaser, jo mere de undertrykkes, og vice versa. Dette bidrager til at opretholde en balance mellem systemerne og konstans af det indre miljø.

elektrisk transportkæde

Mikrosomale oxidation system er ikke opløseligt i cytoplasmaet af komponenterne, således at alle dens enzymer opsamles på overfladen af det endoplasmatiske reticulum. Dette system indbefatter adskillige proteiner, som danner elektrotransport kredsløb:

- NADPH-P450-reduktase og cytochrom P450;

- OVER-tsitohromV5 reduktase og cytochrom B5;

- steatorrhea-CoA desaturase.

Elektrondonoren i de fleste tilfælde de handlinger, NADP (nicotinamidadenindinukleotidphosphat). Det oxiderer NADPH-P450-reduktase, som omfatter to coenzym (FAD og FMN), for at tage elektroner. Ved slutningen af kæden FMN oxideres ved anvendelse P450.

cytokrom P450

Dette enzym af den mikrosomale oxidation af hæm-holdigt protein. Det binder oxygen og et substrat (som regel en xenobiotikum). Dens navn er forbundet med absorptionen af lys med en bølgelængde på 450 nm. Biologer har opdaget det i alle levende organismer. I øjeblikket er beskrevet mere end elleve tusinde proteiner tilhørende cytochrom P450-systemet. I bakterier er det stof opløst i cytoplasmaet, og det menes, at denne form er den mest udviklingsmæssigt gamle end den for mennesker. Vi cytokrom P450 - et vægmaleri protein fikseret på den cytoplasmatiske membran.

Enzymerne i denne gruppe er involveret i metabolismen af steroider og galde fedtsyrer, phenoler, neutraliserende lægemidler, giftstoffer eller narkotika.

Egenskaberne af mikrosomal oxidering

Processerne mikrosomal oxidering har en bred substratspecificitet, og dette på sin side gør det muligt at detektere en række stoffer. Elleve tusinde proteiner cytochrom P450 kan foldes på mere end hundrede og halvtreds isoformer af enzymet. Hver af dem har et stort antal af substrater. Dette gør det muligt for kroppen at slippe af med næsten alle skadelige stoffer, som er dannet i eller falder uden. Producerer på levermikrosomale oxidation enzymer kan virke både lokalt og i betydelig afstand fra kroppen.

Reguleringen af aktiviteten af mikrosomale oxidation

Mikrosomal oxidation i leveren reguleres på mRNA-niveauet, men snarere dens funktion - transkription. Alle varianter af cytokrom P450, for eksempel, er optaget på DNA-molekylet, og at det optrådte på ESR nødvendigt at "omskrive" oplysningerne fra DNA til messenger-RNA. Derefter mRNA angår ribosom hvor proteinmolekyler dannes. Antallet af disse molekyler er reguleret udefra og er afhængig af mængden af stoffer, der skal deaktiveres, og tilgængeligheden af essentielle aminosyrer.

I øjeblikket mere end to hundrede halvtreds beskrevne kemiske forbindelser, der aktiverer kroppen mikrosomale oxidation. Disse indbefatter barbiturater, aromatiske carbonhydrider, alkoholer, ketoner og hormoner. Trods denne tilsyneladende forskelle alle disse stoffer er lipofile (opløselige i fedtstoffer), og derfor følsom overfor cytochrom P450.