Особенности оксидазного типа окисления

Происходит без образования АТФ

Ферменты – ОКСИДАЗЫ

(содержат В2 и металлы: Fe, Cu, Mo)

	Локализация процесса:
	пероксисомы
	наружная мембрана митохондрий
		Субстраты оксидаз: адреналин,
		гистамин, аминокислоты,
		пуриновые основания
		Биологическое значение:
	Оксидазы отнимают водород и	Окисляются трудноокисляемые
		циклические вещества.
	электроны от S и передают на
		Инактивация БАВ.
	О2 с образованием Н2О2.
		Образующаяся Н2О2 оказывает
		бактерицидное действие.

Бактерицидное действие фагоцитирующих лейкоцитов.

-

-

Вмакрофагах в процессе фагоцитоза

в10 раз повышается поглощение О2 - «дыхательный респираторный

взрыв»

Активируется НАДФН – оксидаза 2О2 + НАДФН → 2О2- + НАДФ + Н+

-

-

Активируется супероксиддисмутаза (СОД) 2О2- + 2Н+ → Н2О2 + О2

Активируется миелопероксидаза Н2О2 + Cl- + Н+ → НОCl + Н2О Н2О2 → О2- + 2ОН* + 2Н+

Молекулы бактериальной клетки (ДНК, белки, липиды) повреждаются О2-, Н2О2, гипохлоритом.

Врезультате могут погибать и сами лейкоциты,

исоседние клетки.

Эти процессы характерны для воспалительной реакции.

Окисление оксигеназного типа.

Микросомальное окисление - совокупность реакций, катализируемых ферментными системами мембран ЭПР.

В эксперименте при выделении ЭПР из клеток мембрана распадается на части, каждая из которых образует замкнутый пузырек - микросому. Микросомы содержат ферменты, участвующие в реакциях окисления. Эта система наиболее активна в печени.

Ферменты - оксигеназы активируют О2,

азатем внедряют 1 или 2 атома кислорода в молекулу окисляемого вещества.

Оксигеназы, включающие 1 атом О2 в окисляемое вещество, называются монооксигеназами (гидроксилазами);

включающие 2 атома О2 в окисляемое вещество, называются диоксигеназами.

Оксигеназы работают в составе мультиферментного комплекса, состоящего из 3-х компонентов:

1.Флавиновые дегидрогеназы (вит. В2). Наиболее обычный субстрат для них - НАДФН2, реже – аскорбиновая кислота (вит. С).

2.Железо - серный белок.

3.Цитохром Р450 (отличается по строению от цитохромов ЦПЭ).

Мультиферментный комплекс формирует цепь переноса электронов

и протонов, в конце ее происходит активация кислорода.

О2 присоединяется к активному центру цитохрома Р450, и на него переносятся электроны, затем кислород включается в молекулу S.

Цитохром Р450-зависимые монооксигеназы катализируют превращение веществ разного типа.

При этом один атом О2 присоединяется к субстрату, а второй освобождается в составе Н2О.

Примеры реакций:

гидроксилазы, включающие ОН-группу в молекулу холестерина, принимают участие в синтезе стероидных гормонов.

пролингидроксилаза включает ОН-группы в аминокислотные остатки пролина в молекуле коллагена (механическая прочность).

гидроксилирование ароматического кольца играет центральную роль в обезвреживании гидрофобных ксенобиотиков (токсины, лекарства

др.)

Кислород является самым распространенным элементом на Земле.

Газ без цвета и запаха.

Основная составная часть воздуха (21%).

Суточное потребление О2 человеком варьирует от 300 л в покое до 1000 л при тяжелой физической работе (600 л/сут в среднем).

Молекула О2 содержит 2 электрона,

одновременно принадлежащих двум атомам и имеющих одинаково направленные параллельные спины.

Молекула О2 стабильна!

Не слишком реакционно способна!

Токсичность кислорода. Активные формы кислорода (АФК) и реакции

свободно-радикального окисления.

Под свободными радикалами понимают молекулу, имеющую неспаренный e на молекулярной или внешней атомной орбите.

Появление неспаренного e повышает реакционную способность молекулы.

Свободные радикалы легко вступают

в химические реакции для приобретения недостающего e.

В образовании свободных радикалов существенную роль играют активные формы кислорода (АФК) -

продукты неполного восстановления кислорода.

О2– – НО2. –

Н2О2 – ОН. –

NO. – О3 –

супероксид

гидропероксид пероксид водорода

гидроксил

оксид азота

озон

1О2 синглетный

АФК образуются в ЦПЭ в результате последовательного одноэлектронного присоединения к молекуле О2.

О2 + 4 е + 4Н+ → 2Н2О

В клетке восстановление О2 происходит поэтапно с переносом е последовательно. По ходу реакций образуются химически активные АФК, инициирующие цепные реакции окисления.

АФК также могут образоваться в оксидазных

реакциях, под влиянием металлов с переменной валентностью

(прооксиданты).

«Утечка» электронов и непосредственное их взаимодействие с О2 - основной путь образования АФК в большинстве клеток.

«Утечка» электронов возрастает под влиянием внешне средовых факторов, т.к.

УФО, электромагнитное, рентгеновское, ионизирующее излучение и др.

В организме образуется до 12 л/сут АФК!

АФК реагируют с практически любой молекулой, извлекая из нее электроны.

Повреждающее действие АФК

	ДНК	Белки	Липиды
			мембран (ПНЖК)
	мутации	денатурация
			ПОЛ

Окислительный стресс лежит в основе действия разных экстремальных и патогенных факторов (ишемия, воспалительные и аутоиммунные процессы и др.)

Накопление АФК является причиной развития необратимых нарушений процессов и структур, поддерживающих гомеостаз организма.

Процессы свободно-радикального окисления являются одной из движущих сил развития старения и большинства возрастных патологий.

.

Перекисное окисление мембранных липидов (ПОЛ) является причиной повреждения клеток.

Наиболее уязвимы полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) фосфолипидов (ФЛ) мембран, которые содержат сопряженные двойные связи.

Их атака кислородными радикалами приводит

кобразованию гидрофобных радикалов ПНЖК.

ПОЛ вызывает нарушение нормальной структуры и целостности клеточной мембраны.