Mikrosomal oksidasi: satu set reaksi

Peran oksidasi microsomal dalam kehidupan organisme sulit untuk melebih-lebihkan atau kehilangan. Inaktivasi xenobiotik (zat beracun), runtuhnya dan pembentukan hormon adrenal yang terlibat dalam metabolisme protein dan pelestarian informasi genetik - berkat hanya sebagian kecil dari masalah yang dikenal dengan memecahkan oksidasi mikrosomal. Ini adalah proses otonom dalam tubuh, yang dijalankan setelah terkena zat pemicu dan berakhir dengan elliminatsiey nya.

definisi

Mikrosomal oksidasi - kaskade reaksi termasuk dalam tahap konversi pertama dari xenobiotik. Inti dari proses terletak pada hidroksilasi zat dengan atom oksigen dan air bentuk. Karena perubahan struktur dari bahan aslinya, dan sifat-sifatnya baik dapat ditekan atau diperkuat.

oksidasi mikrosomal membawa Anda ke reaksi konjugasi. Ini transformasi tahap kedua dari xenobiotik, akhir yang gugus fungsional yang ada terpasang molekul yang diproduksi dalam tubuh. Kadang-kadang pembentukan zat antara yang menyebabkan kerusakan sel hati, nekrosis dan degenerasi jaringan onkologi.

Oksidasi jenis oksidase

reaksi oksidasi mikrosomal terjadi di luar mitokondria dan karena itu telah dikonsumsi sekitar sepuluh persen dari total oksigen memasuki tubuh. enzim kunci dalam proses ini - oksidase. Dalam struktur mereka, atom logam yang hadir dengan variabel valensi, seperti besi, molibdenum, tembaga, dll, dan karena itu mereka dapat menerima elektron. Dalam oksidase sel yang terletak di vesikel tertentu (peroksisom) terletak pada membran mitokondria bagian luar dan dalam EPR (retikulum endoplasma kasar). Substrat jatuh pada Peroksisom kehilangan molekul hidrogen, yang melekat pada molekul air untuk membentuk peroksida.

Hanya ada lima oksidase:

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

- diaminooksigenaza (DAO) - terlibat dalam oksidasi histamin (mediator peradangan dan alergi), poliamina dan diamina;

- oksidase asam L-amino (yaitu, molekul levorotatory);

- D-amino oksidase asam (molekul dekstrorotatori);

- xanthine - mengoksidasi adenin dan guanin (basa nitrogen termasuk dalam molekul DNA).

Nilai dari oksidasi mikrosomal jenis oksidase terdiri dalam penghapusan xenobiotik dan menonaktifkan zat aktif biologis. Pendidikan peroksida memiliki tindakan bakterisida dan pembersihan mekanis dari kesalahan adalah efek samping yang menempati tempat yang penting di antara efek lainnya.

Oksidasi jenis oxygenase

jenis reaksi oxygenase dalam sel juga terjadi pada retikulum endoplasma kasar dan membran mitokondria vneschnih. Hal ini memerlukan enzim tertentu - oxygenase yang meningkatkan molekul oksigen dari substrat, dan memperkenalkan ke dalam substansi teroksidasi. Jika dilaksanakan satu atom oksigen, enzim monooksigenase disebut atau hidroksilase. Dalam kasus memperkenalkan dua atom (misalnya, seluruh molekul oksigen), enzim yang disebut diaksigenaza.

Oxygenase reaksi tipe oksidasi termasuk kompleks multienzim terner yang berpartisipasi dalam transfer elektron dan proton dari substrat diikuti oleh aktivasi oksigen. Seluruh proses ini terjadi dengan partisipasi sitokrom P450, yang masih akan dijelaskan secara lebih rinci.

Contoh oxygenase reaksi jenis

Seperti disebutkan di atas, monooksigenase untuk digunakan oksidasi hanya satu atom oksigen dari dua yang tersedia. Kedua, mereka melekat pada dua molekul hidrogen untuk membentuk air. Salah satu contoh reaksi tersebut adalah pembentukan kolagen. donor oksigen dalam hal ini bertindak sebagai vitamin C. Prolingidroksilaza merampas itu dari molekul oksigen dan memberikan kepada prolin, yang pada gilirannya merupakan bagian dari molekul prokolagen. Proses ini memberikan kekuatan dan elastisitas jaringan ikat. Ketika ada kekurangan vitamin C, asam urat berkembang. Hal ini memanifestasikan kelemahan jaringan ikat, perdarahan, memar, kehilangan gigi, yaitu, kualitas kolagen dalam tubuh bawah.

Contoh lain adalah hidroksilase yang mengubah molekul kolesterol. Ini adalah salah satu tahapan pembentukan hormon steroid, termasuk seks.

tidak hidroksilase tertentu

hidrolase ini diperlukan untuk oksidasi zat asing, seperti xenobiotik. Arti dari reaksi adalah untuk membuat materi tersebut lebih setuju untuk penghapusan, lebih larut. Proses ini disebut detoksifikasi, dan itu kebanyakan terjadi di hati.

Dengan menggunakan seluruh molekul oksigen diproduksi di celah xenobiotik reaksi siklus dan dekomposisi bahan kompleks menjadi beberapa sederhana dan tersedia untuk proses metabolisme.

spesies oksigen reaktif

Oksigen merupakan zat yang berpotensi berbahaya, karena, pada kenyataannya, oksidasi - proses pembakaran. Dalam bentuk O ₂ molekul atau air stabil dan kimia inert, karena tingkat daya diisi dan elektron baru tidak dapat bergabung. Namun, senyawa yang oksigen sama sekali tidak ada sepasang elektron memiliki reaktivitas tinggi. Oleh karena itu mereka disebut aktif.

Seperti senyawa oksigen:

1. Dalam reaksi monooksidnyh diproduksi superoksida yang terpisah dari sitokrom P450.
2. Reaksi oksidase adalah pembentukan anion peroksida (hidrogen peroksida).
3. Selama re-oksigenasi jaringan, yang menjalani iskemia.

Oxidizer yang paling kuat adalah radikal hidroksil, itu ada dalam bentuk bebas hanya sepersejuta detik, tapi pada saat itu memiliki waktu untuk pergi melalui sejumlah reaksi oksidasi. Fitur adalah bahwa radikal hidroksil mempengaruhi substansi hanya pada tempat di mana terbentuk, karena tidak dapat menembus kain.

anion superoksida dan hidrogen peroksida

Zat-zat ini aktif tidak hanya di bidang pendidikan, tetapi juga agak jauh dari mereka, karena mereka dapat menembus membran sel.

kelompok hidroksil menyebabkan oksidasi residu asam amino: histidin, sistein dan triptofan. Hal ini menyebabkan inaktivasi sistem enzim, serta gangguan dari protein transportasi. Selain itu, mikrosomal oksidasi asam amino menyebabkan kerusakan struktur basa nitrogen nukleat dan, akibatnya, menderita aparat genetik dari sel. Dan teroksidasi asam lemak yang membentuk lapisan membran sel bilipidnogo. Hal ini mempengaruhi permeabilitas, pompa membran pekerjaan elektrolit dan lokasi reseptor.

Inhibitor oksidasi microsomal - merupakan antioksidan. Mereka ditemukan dalam makanan dan diproduksi dalam tubuh. antioksidan yang paling terkenal adalah vitamin E. Zat ini dapat menghambat oksidasi mikrosomal. Biokimia menggambarkan interaksi antara mereka atas dasar umpan balik. Artinya, lebih oksidase, semakin mereka ditekan, dan sebaliknya. Hal ini membantu untuk menjaga keseimbangan antara sistem dan keteguhan dari lingkungan internal.

rantai transpor listrik

Sistem oksidasi mikrosomal tidak larut dalam sitoplasma komponen sehingga semua enzim yang dikumpulkan pada permukaan retikulum endoplasma. Sistem ini meliputi beberapa protein, yang membentuk rangkaian electrotransport:

- NADPH-P450 reduktase dan sitokrom P450;

- OVER-tsitohromV5 reduktase dan sitokrom B5;

- steatorrhea-CoA desaturase.

Elektron donor dalam sebagian besar kasus tindak NADP (nikotinamida adenin dinukleotida fosfat). Mengoksidasi NADPH-P450 reduktase, yang terdiri dari dua koenzim (FAD dan FMN), untuk mengambil elektron. Pada akhir rantai FMN teroksidasi menggunakan P450.

sitokrom P450

Ini enzim oksidasi mikrosomal protein heme yang mengandung. Ia mengikat oksigen dan substrat (biasanya xenobiotik). Namanya dikaitkan dengan penyerapan cahaya dengan panjang gelombang 450 nm. Ahli biologi telah menemukan itu di semua organisme hidup. Pada saat ini, dijelaskan lebih dari sebelas ribu protein yang tergabung dalam sistem sitokrom P450. Pada bakteri, zat dilarutkan dalam sitoplasma, dan diyakini bahwa bentuk ini adalah yang paling evolusioner kuno daripada manusia. Kami sitokrom P450 - protein mural tetap pada membran sitoplasma.

Enzim-enzim dari kelompok ini terlibat dalam metabolisme steroid dan asam lemak empedu, fenol, menetralkan obat, racun atau obat-obatan.

Sifat-sifat oksidasi microsomal

Proses oksidasi microsomal memiliki spesifisitas substrat yang luas, dan ini, pada gilirannya, memungkinkan untuk mendeteksi berbagai zat. Sebelas ribu protein sitokrom P450 bisa dilipat di lebih dari seratus lima puluh isoform enzim. Masing-masing memiliki sejumlah besar substrat. Hal ini memungkinkan tubuh untuk menyingkirkan hampir semua zat berbahaya yang terbentuk di dalam atau berada di luar. Memproduksi dalam enzim oksidasi mikrosomal hati dapat bertindak baik lokal dan pada jarak yang cukup jauh dari tubuh.

Regulasi aktivitas oksidasi microsomal

Mikrosomal oksidasi dalam hati diatur pada tingkat mRNA, melainkan fungsinya - transkripsi. Semua varian sitokrom P450, misalnya, tercatat pada molekul DNA, dan untuk itu muncul di ESR yang diperlukan untuk "menulis ulang" informasi dari DNA ke RNA messenger. Kemudian mRNA diarahkan ke ribosom di mana molekul protein terbentuk. Jumlah molekul ini diatur dari luar dan tergantung pada jumlah zat yang harus dinonaktifkan, dan ketersediaan asam amino esensial.

Saat ini, lebih dari dua ratus lima puluh dijelaskan senyawa kimia yang mengaktifkan oksidasi tubuh mikrosomal. Ini termasuk barbiturat, hidrokarbon aromatik, alkohol, keton dan hormon. Meskipun keragaman jelas ini, semua zat ini lipofilik (larut dalam lemak), dan karena itu rentan terhadap sitokrom P450.