Microsomal oxidation: ang isang hanay ng mga reaksyon

Ang papel na ginagampanan ng microsomal oksihenasyon sa buhay ng mga organismo ay mahirap na ang kalkula o makaligtaan. Inactivation ng xenobiotic (nakakalason sangkap), ang pagbagsak at ang pagbuo ng adrenal hormones kasangkot sa metabolismo ng protina at pangangalaga ng genetic impormasyon - ay lamang ng isang maliit na maliit na bahagi ng mga kilalang problema ay nalutas salamat sa microsomal oksihenasyon. Ito ay isang autonomous na proseso sa katawan, na kung saan ay tatakbo matapos pagiging hit sa pamamagitan ng isang trigger na substansiya at nagtatapos sa kanyang elliminatsiey.

depinisyon

Microsomal oxidation - isang kaskad ng mga reaksyon na kasama sa ang unang yugto ng conversion ng xenobiotics. Ang kakanyahan ng proseso ay namamalagi sa hydroxylation ng mga sangkap na may atoms oxygen at anyo tubig. Dahil sa mga pagbabago sa istraktura ng orihinal na materyal, at pag-aari nito ay maaaring alinman ay pinigilan o amplified.

Microsomal oksihenasyon ay dadalhin sa sa banghay reaksyon. Ang ikalawang phase transformations ng xenobiotics, ang dulo ng kung saan ang isang umiiral na functional group na ito ay naka-attach molecule na ginawa sa loob ng katawan. Minsan pormasyon ng intermediate sangkap na naging sanhi ng atay cell pinsala, nekrosis at tissue pagkabulok ng oncology.

Oksihenasyon type oxidase

Microsomal oksihenasyon reaksyon nagaganap sa labas ng mitochondria at samakatuwid ay natupok ng humigit-kumulang sampung porsiyento ng kabuuang oxygen pagpasok sa katawan. Key enzymes sa prosesong ito - oxidase. Sa kanilang mga istraktura, metal atoms ay naroroon sa variable valence, tulad ng bakal, molibdenum, tanso, at iba pa, at sa gayon ang mga ito ay magagawang tanggapin ang mga electron. Sa cell oxidase matatagpuan sa mga tiyak na vesicles (peroxisome) na matatagpuan sa panlabas na mitochondrial lamad at sa EPR (magaspang endoplasmic reticulum). Substrate bumabagsak sa peroxisome loses hydrogen molecules, na kung saan ay nakalakip sa isang Molekyul ng tubig upang bumuo ng peroxide.

May mga lamang ng limang oxidases:

- monoaminooksigenaza (MAO) - tumutulong sa oksaidisahin adrenaline at iba pang biogenic mga amin na ginawa sa pamamagitan ng ang adrenal glandula;

- diaminooksigenaza (DAO) - kasangkot sa oksihenasyon ng histamine (tagapamagitan ng pamamaga at allergy), polyamines at diamines;

- L-amino acid oxidase (ie, levorotatory molecule);

- D-amino acid oxidase (dextrorotatory molecule);

- xanthine - oksaidisahin adenine at guanine (nitrogen base kasama sa DNA Molekyul).

Ang halaga ng oxidase type microsomal oksihenasyon ay binubuo sa pag-aalis ng xenobiotics at inactivate biologically aktibong sangkap. Edukasyon peroxide ay may bactericidal pagkilos at ang mechanical hugas ng kasalanan ay ang side effect kung saan occupies isang mahalagang lugar bukod sa iba pang epekto.

Oksihenasyon type oxygenase

Oxygenase i-type ang reaksyon sa cell ay din na nagaganap sa magaspang endoplasmic reticulum at mitochondria membranes vneschnih. Ito ay nangangailangan ng tiyak na enzymes - oxygenase na taasan ang oxygen Molekyul mula sa substrate, at nagpapakilala ito sa oxidizable substansiya. Kung ipinatupad ng isang oxygen atom, ang monooxygenase enzyme na tinatawag o hydroxylase. Sa kaso ng pagpapasok ng dalawang atoms (ibig sabihin, isang buong Molekyul ng oxygen), ang enzyme ay tinatawag diaksigenaza.

Oxygenase i-type ang oksihenasyon reaksyon ay nagsasama ng isang tatluhan multienzyme complex na nakikilahok sa ang paglipat ng mga electron at protons mula sa substrate na sinusundan ng pag-activate ng oxygen. Ang buong prosesong ito ay nangyayari na may ang partisipasyon ng cytochrome P450, na kung saan ay pa rin ng inilarawan sa mas detalyado.

Mga halimbawa oxygenase i-type ang mga reaksyon

Tulad ng nabanggit sa itaas, monooxygenase para sa oksihenasyon paggamit lamang ng isang oxygen atom sa dalawang magagamit. Pangalawa, sila ay naka-attach sa dalawang molecules ng hydrogen upang bumuo ng tubig. Ang isang halimbawa ng mga naturang isang reaksyon ay ang pormasyon ng collagen. oxygen donor sa kasong ito ay gumaganap bilang bitamina C. Prolingidroksilaza robs mga ito ng oxygen Molekyul at nagbibigay ito sa proline, na siya namang ay bahagi ng Procollagen Molekyul. Ang prosesong ito ay nagbibigay ng lakas at pagkalastiko ng nag-uugnay tissue. Kapag mayroong isang kakulangan ng bitamina C, ang pagbuo ng gota. Ito manifests ang kahinaan ng mga nag-uugnay tissue, dumudugo, bruising, pagkawala ng mga ngipin, iyon ay, ang kalidad ng collagen sa katawan ay sa ibaba.

Ang isa pang halimbawa ay ang hydroxylase na-convert ng kolesterol Molekyul. Ito ay isa sa mga yugto ng pagbuo ng mga steroid hormones, kabilang ang sex.

ay hindi tiyak na hydroxylase

Ito hydrolase kailangan para sa oksihenasyon ng mga dayuhang sangkap, tulad ng xenobiotics. Ang kahulugan ng reaksyon ay upang gumawa ng naturang materyal mas palasunod sa pag-alis, mas malulusaw. Ang prosesong ito ay tinatawag na detoxification, at ito ay nangyayari halos sa atay.

Sa pamamagitan ng paggamit ng buong Molekyul ng oxygen ay ginawa sa ang puwang xenobiotics cycle reaksyon at agnas ng mga kumplikadong mga sangkap sa ilang mas simple at magagamit para sa metabolic proseso.

Reactive oxygen species

Oxygen ay isang potensyal na mapanganib na mga sangkap, dahil, sa katunayan, ang oksihenasyon - isang combustion proseso. Sa anyo ng O ₂ molecule o tubig ay matatag at chemically hindi gumagalaw, dahil ang antas ng lakas ay napuno at bagong mga electron ay hindi maaaring sumali. Gayunman, compounds na kung saan ang oxygen ay hindi sa lahat ng mayroong isang pares ng mga electron ay may mataas na reaktibiti. Samakatuwid ito ay tinatawag na aktibo.

Ang nasabing oxygen compounds:

1. Sa monooksidnyh reaksyon produce superoxide na kung saan ay pinaghihiwalay mula sa cytochrome P450.
2. Ang oxidase reaksyon ay ang pormasyon ng peroxide anion (hydrogen peroxide).
3. Sa panahon ng muling pag-oxygenation ng tisyu, na kung saan ay sumailalim sa ischemia.

Ang pinaka-malakas oxidant ay isang hydroxyl radikal, ito ay umiiral sa isang libreng form na lamang ng isang ika-angaw ng isang segundo, ngunit sa oras na ikaw ay may oras upang pumunta sa pamamagitan ng isang bilang ng oksihenasyon reaksyon. Ang tampok nito ay na ang hydroxyl radikal nakakaapekto ang sangkap lamang sa lugar na kung saan ay nabuo, dahil hindi ito maaaring tumagos sa tela.

Superoxide anion at hydrogen peroxide

Ang mga sangkap ay aktibo hindi lamang sa larangan ng edukasyon, ngunit din sa ilang distansya mula sa kanila, tulad ng maaari nilang tumagos sa pamamagitan ng cell lamad.

Hydroxyl group ang nagiging sanhi ng oksihenasyon ng amino acid residues: histidine, cysteine at tryptophan. Ito ay humantong sa inactivation ng sistema enzyme, pati na rin ang pagkaputol ng mga protina transportasyon. Sa karagdagan, microsomal oksihenasyon ng amino acids ay humantong sa pagkawasak ng istraktura ng nucleic nitrohenus base at, dahil diyan, magdusa ang genetic patakaran ng pamahalaan ng cell. At oxidized mataba acids na bumubuo sa cell membranes bilipidnogo layer. Ito ay nakakaapekto sa kanilang pagkamatagusin, trabaho lamad electrolyte pump at ang lokasyon ng receptor.

Inhibitors ng microsomal oksihenasyon - ay antioxidants. Sila ay matatagpuan sa mga pagkain at ay ginawa sa loob ng katawan. Ang pinaka-kilalang antioxidant ay bitamina E. Ang mga sangkap ay maaaring pagbawalan microsomal oksihenasyon. Biochemistry na naglalarawan ng ugnayan sa pagitan ng mga ito sa batayan ng feedback. Iyon ay, ang mas maraming oxidases, mas sila ay pinigilan, at vice versa. Ito ay tumutulong upang mapanatili ang isang balanse sa pagitan ng mga sistema at palagiang pagdating ng panloob na kapaligiran.

electric sasakyan chain

Microsomal oksihenasyon sistema ay hindi natutunaw sa saytoplasm ng mga sangkap upang ang lahat ng kanyang mga enzymes ay nakolekta sa ibabaw ng endoplasmic reticulum. Ang system na ito ay may kasamang maraming mga protina, na bumubuo sa electrotransport circuit:

- NADPH-P450 reductase at cytochrome P450;

- MAHIGIT-tsitohromV5 reductase at cytochrome B5;

- steatorrhea-CoA desaturase.

Ang elektron donor sa karamihan ng mga kaso ang mga gawa ng NADP (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate). Ito oxidizes NADPH-P450 reductase, na binubuo ng dalawang coenzyme (FAD at FMN), para sa pagkuha ng mga electron. Sa katapusan ng ang kadena FMN oxidized gamit P450.

cytochrome P450

Ito enzyme ng microsomal oksihenasyon ng heme-na naglalaman ng protina. Ito binds oxygen at isang substrate (karaniwan ay isang xenobiotic). ang pangalan nito ay nauugnay sa ang pagsipsip ng liwanag na may isang haba ng daluyong ng 450 nm. Biologists may natuklasan ito sa lahat ng buhay na organismo. Sa sandaling ito, inilarawan ng higit sa 11,000 mga protina na kabilang sa sistema ng cytochrome P450. Sa bacteria, ang sangkap ay dissolved sa saytoplasm, at ito ay pinaniniwalaan na ang form na ay ang pinaka evolutionarily sinaunang kaysa sa mga tao. cytochrome Kami ay P450 - isang mural protina naayos sa cytoplasmic lamad.

Ang enzymes ng pangkat na ito ay kasangkot sa metabolismo ng steroid at apdo acids mataba, phenols, neutralizing mga bawal na gamot, lason o droga.

Ang mga katangian ng microsomal oxidation

Ang proseso ng microsomal oksihenasyon ay may isang malawak na substrate pagtitiyak, at ito, sa turn, ay nagbibigay-daan sa tiktikan isang iba't ibang mga sangkap. Eleven libong protina cytochrome P450 ay maaaring nakatiklop sa higit sa isang daan at limangpu isoforms ng enzyme. Ang bawat isa sa kanila ay may isang malaking bilang ng mga substrates. Ito ay nagbibigay-daan sa katawan upang mapupuksa ang halos lahat ng mga mapanganib na sangkap kung saan ay nabuo sa loob o mahulog sa labas. Paggawa sa atay microsomal oxidation enzymes ay maaaring kumilos sa parehong lokal at sa isang malaki distansya mula sa katawan.

Ang regulasyon ng mga aktibidad ng microsomal oxidation

Microsomal oksihenasyon sa atay ay kinokontrol sa antas ng mRNA, ngunit sa halip nito function na - transcription. Ang lahat ng mga variant ng cytochrome P450, halimbawa, naitala sa DNA Molekyul, at dito ay lumitaw sa ESR kinakailangan upang "muling isulat ang" ang impormasyon mula sa DNA sa messenger RNA. Pagkatapos mRNA ay nakadirekta sa ribosome kung saan protina molecules ay nabuo. Ang bilang ng mga molecules ay kinokontrol mula sa labas at ito ay nakasalalay sa ang halaga ng mga sangkap na dapat na hindi na aktibo, at ang availability ng mga mahahalagang amino acids.

Sa kasalukuyan, higit sa dalawang daan at limang pu't inilarawan chemical compounds na buhayin ang katawan microsomal oksihenasyon. Kabilang dito ang mga barbiturate, aromatic hydrocarbons, alcohols, ketones at hormones. Sa kabila nito maliwanag pagkakaiba-iba, ang lahat ng mga sangkap ay lipophilic (natutunaw sa taba), at samakatuwid ay madaling kapitan sa cytochrome P450.