Mikrosomale oksidasjon: et sett av reaksjoner

Rollen til mikrosomale oksidasjon i livet av organismen er vanskelig å overvurdere eller gå glipp av. Inaktivering av xenobiotiske (giftige stoffer), sammenbruddet og dannelsen av adrenal hormoner som er involvert i metabolismen av proteiner og bevaring av genetisk informasjon, - er bare en liten brøkdel av problemer som er kjent takket være mikrosomale oksydasjon. Det er en selvstendig prosess i kroppen, som drives etter å ha blitt truffet av en avtrekker substans og slutter med sin elliminatsiey.

definisjon

Mikrosomale oksidasjon - en kaskade av reaksjoner som inngår i den første konverterings fase av xenobiotika. Det vesentlige ved fremgangsmåten ligger i den hydroksylering av substanser med oksygenatomer og danner vann. På grunn av endringer i strukturen av det opprinnelige materiale, og dets egenskaper kan enten undertrykkes eller forsterkes.

Mikrosomale oksidasjon tar deg til konjugeringsreaksjon. Denne andre fasetransformasjoner av xenobiotika, hvis ende en eksisterende funksjonell gruppe er bundet molekyler som produseres i kroppen. Noen ganger dannelse av mellomliggende stoffer som forårsaker levercelleskade, nekrose og degenerering av vev onkologi.

Oksidasjon oksidase typen

Mikrosomale oksidasjonsreaksjoner oppstår utsiden av mitokondrier og derfor har inntatt omtrent ti prosent av den totale mengde oksygen som kommer inn i kroppen. Viktige enzymer i denne prosessen - oksidase. I sin struktur, metallatomene er tilstede med variabel valens, slik som jern, molybden, kobber, etc., og derfor er de i stand til å akseptere elektroner. I cellen oksydasen lokalisert i spesifikke vesikler (peroxisomes) som befinner seg på de ytre mitokondrielle membraner og i EPR (grove endoplasmatiske retikulum). Substrat som faller på peroksisom mister hydrogen molekyler, som er festet til et molekyl vann under dannelse av peroksyd.

Det er bare fem oksidase:

- monoaminooksigenaza (MAO) - bidrar til å oksydere adrenalin og andre biogene aminer er produsert av binyrene;

- diaminooksigenaza (DAO) - som er involvert i oksydasjonen av histamin (mediator for inflammasjon og allergi), polyaminer og diaminer;

- L-aminosyre-oksydase (dvs. venstredreiende molekyler);

- D-aminosyreoxidase (høyredreiende molekyler);

- xantin - oksiderer adenin og guanin (nitrogenbaser inkludert i DNA-molekylet).

Verdien av oksidase typen mikrosomale oksydasjon består i eliminering av xenobiotika og inaktivering av biologisk aktive stoffer. Education peroksid har en bakteriedrepende virkning og den mekaniske rensing av forkastningen er den bivirkning som inntar en viktig plass blant andre effekter.

Oksidasjon oksygenase typen

Oksygenase type reaksjon i cellen er også finner sted på den grove endoplasmatiske retikulum og mitokondrier membraner vneschnih. Dette krever spesifikke enzymer - oksygenase som hever oksygenmolekyl fra substratet, og innføre det i den oksyderbare substans. Hvis det blir implementert et oksygenatom, den monooksygenase enzym kalt eller hydroksylase. I tilfellet med innføring av to atomer (det vil si et helt molekyl oksygen), er det enzym kalt diaksigenaza.

Oksygenase typen oksidasjonsreaksjon innbefatter et ternært kompleks-multi at deltar i overføring av elektroner og protoner fra substratet, etterfulgt av aktivering av oksygen. Hele denne prosessen skjer med deltakelse av cytokrom P450, som fremdeles vil bli beskrevet i mer detalj.

Eksempler oksygenase reaksjoner

Som nevnt ovenfor, monooksygenase for oksydasjon bruk bare ett oksygenatom av to tilgjengelige. For det andre, er de festet til to molekyler hydrogen under dannelse av vann. Ett eksempel på en slik reaksjon er dannelse av kollagen. oksygendonor i dette tilfelle virker som vitamin C. Prolingidroksilaza berøver det av oksygenmolekyl og gir den til prolin, som i sin tur er en del av prokollagen-molekylet. Denne prosessen gir styrke og elastisitet av bindevev. Når det er en mangel på vitamin C, det å utvikle gikt. Den manifesterer svakhet av bindevev, blødning, blåmerker, tap av tenner, dvs. kvaliteten av kollagen i kroppen er nedenfor.

Et annet eksempel er den hydroksylase som konverterer kolesterol molekyl. Dette er en av de stadier av dannelsen av steroidhormoner, inkludert kjønn.

er ikke bestemt hydroksylase

Dette hydrolase er nødvendig for oksidasjon av fremmedstoffer, som for eksempel xenobiotika. Betydningen av reaksjonene er å gjøre et slikt materiale mer mottagelig for fjerning, mer løselig. Denne prosessen kalles avgiftning, og det forekommer oftest i leveren.

Ved anvendelse av hele molekylet av oksygen produseres i spalten xenobiotika syklusreaksjoner og nedbrytning av det komplekse stoffet i flere enklere og tilgjengelig for metabolske prosesser.

Reaktive oksygenarter

Oksygen er et potensielt farlig substans, siden, faktisk oksidasjonen - en forbrenningsprosess. I form av _{O-2-molekyler} eller vann er stabile og kjemisk inerte, fordi dens effektnivå er fylt og nye elektroner kan ikke delta. Imidlertid forbindelser hvor oksygenet er ikke i det hele tatt det er et par av elektroner har høy reaktivitet. Derfor kalles de aktive.

Slike oksygenforbindelser:

1. I monooksidnyh reaksjoner produsert superoksid som er adskilt fra cytokrom P450.
2. De oksidase-reaksjoner er dannelsen av peroksyd-anion (hydrogenperoksid).
3. I løpet av re-oksygenering av vev, som gjennomgikk ischemi.

Den kraftigste oksydasjonsreaktoren er et hydroksylradikal, den eksisterer i en fri form bare en milliondel av et sekund, men i denne tiden har tid til å gå gjennom en rekke oksydasjonsreaksjoner. Dens funksjon er at den hydroksylradikal påvirker substans bare på det sted hvor er dannet, som det ikke kan trenge gjennom stoffet.

Superoksydanionet og hydrogenperoksyd

Disse substanser er aktive ikke bare i området for opplæring, men også i en viss avstand fra dem, som de kan trenge gjennom cellemembranen.

Hydroksylgruppe forårsaker oksidasjon av aminosyrerestene: histidin, cystein og tryptofan. Dette fører til inaktivering av enzymsystemer, så vel som ødeleggelse av transportproteiner. I tillegg, mikrosomale oksydasjonen av aminosyrer, fører til ødeleggelse av strukturen av nucleic nitrogenholdige basen og, følgelig, lider den genetiske apparat av cellen. Og oksyderte fettsyrer som utgjør cellemembranene bilipidnogo lag. Dette påvirker deres permeabilitet, jobb elektrolytt membranpumpe og plasseringen av reseptoren.

Hemmere av mikrosomale oksidasjon - er antioksidanter. De finnes i matvarer og er produsert i kroppen. Den mest kjente antioksidant er vitamin E. Disse stoffene kan hemme mikrosomale oksydasjon. Biokjemi beskriver vekselvirkningen mellom dem på grunnlag av tilbakemeldingen. Det er, jo flere oksidase, jo mer de blir undertrykt, og vice versa. Dette bidrar til å opprettholde en balanse mellom systemene og utholdenhet av det interne miljøet.

elektrisk transportkjede

Mikrosomale oksydasjon system er ikke oppløselig i cytoplasma av komponentene, slik at alle dens enzymer samles på overflaten av det endoplasmatiske retikulum. Dette systemet omfatter en rekke proteiner, som danner den elektro krets:

- NADPH-P450 reduktase og cytokrom P450;

- OVER-tsitohromV5 reduktase og cytokrom B5;

- steatorrhea-CoA-desaturase.

Elektrondonoren i de fleste tilfeller er å fortelle om NADP (nikotinamid-adenin-dinukleotid-fosfat). Det oksiderer NADPH-P450 reduktase, som består av to koenzym (FAD og FMN), for å ta elektroner. Ved slutten av kjeden FMN oksydert ved anvendelse av P450.

cytokrom P450

Dette enzymet av det mikrosomale oksydasjon av hem-inneholdende protein. Det binder oksygen og et substrat (vanligvis en xenobiotisk). Navnet blir assosiert med absorpsjon av lys med en bølgelengde på 450 nm. Biologer har oppdaget det i alle levende organismer. For øyeblikket er beskrevet mer enn elleve tusen proteiner som hører til cytokrom P450-systemet. I bakterier, blir substansen oppløses i cytoplasma, og det antas at denne form er den mest evolusjonært eldre enn den hos mennesker. Vi cytokrom P450 - en veggprotein festet på den cytoplasmiske membranen.

Enzymene ifølge denne gruppen er involvert i metabolismen av steroider og galle fettsyrer, fenoler, nøytraliserende stoffer, giftstoffer eller medikamenter.

Egenskapene til mikrosomalt oksydasjon

Prosessene for mikrosomalt oksidasjon har en bred substratspesifisitet, og dette i sin tur gjør det mulig å detektere en rekke forskjellige stoffer. Elleve tusen proteiner cytokrom P450 kan brettes i mer enn ett hundre og femti isoformer av enzymet. Hver av dem har et stort antall substrater. Dette gjør det mulig for kroppen å kvitte seg med nesten alt av skadelige stoffer som dannes inne eller faller utenfor. Produserer i leveren mikrosomale oksidasjons enzymer kan virke både lokalt og i en betydelig avstand fra kroppen.

Reguleringen av aktiviteten av mikrosomalt oksydasjon

Mikrosomale oksidasjon i lever er regulert på mRNA-nivå, men snarere dens funksjon - transkripsjon. Alle varianter av cytokrom P450, for eksempel registrert på DNA-molekylet, og det dukket opp på ESR nødvendig å "omskrive" informasjon fra DNA til messenger RNA. Deretter mRNA er rettet mot ribosom hvor proteinmolekyler dannes. Antallet av disse molekylene reguleres fra utsiden, og er avhengig av mengden av stoffer som skal bli deaktivert, og tilgjengeligheten av essensielle aminosyrer.

For tiden er mer enn to hundre og femti beskrevne kjemiske forbindelser som aktiverer kroppen mikrosomale oksydasjon. Disse inkluderer barbiturater, aromatiske hydrokarboner, alkoholer, ketoner og hormoner. Til tross for dette tilsynelatende mangfoldet, alle disse stoffene er lipofile (løselige i fettstoffer), og derfor utsatt for cytokrom P450.