Биохимия кафедрасы. Доцент Жақыпбекова С.С.
Оксидазды тотығу туралы түсінік. Оксигеназды тотығу. Пероксидтік тотығу. Антиоксиданттық жүйе туралы түсінік. Пероксидаздық тотығу.
Оксидазды тотығу – бұл митохондрияда өтетін биологиялық тотығу. Оксидазды тотығуға оттектің 80% жұмсалынады. Оттек молекуласы 4 электронмен тотықсызданады, нәтижесінде эндогенді су түзіледі. Бұл процесте АТФ синтезі жүреді.
Ферменттер – оксигеназалар субстрат молекуласынының құрамына оттектің еңгізілуін катализдейді. Оксигеназалар екі топқа бөлінеді: диоксигеназалар және монооксигеназалар. Диоксигеназалар субстрат құрамына оттек молекуласының екі атомын еңгізеді: S+O 2 SO 2 Мысалы, β -каротиндиоксигеназа ( β -каротин 2 витамин А); L -триптофандиоксигеназа (бауырдың ферменті, құрамында гемі бар )
Монооксигеназалар оттек молекуласының тек ғана 1 атомын субстрат құрамына еңгізеді, субстратта гидроксил тобы пайда болады. Оттектің екінші атомы судың түзілуіне қатысады: А -Н + О 2 + Z Н 2 А - О Н +Н 2 О + Z Монооксигеназды тотығу жүйелер бауыр микросомаларында және басқа мүшелердің митохондриясында болады.
Монооксигеназды тотығу – негізінен бауырда жүретін микросомалды тотығу. Бұл тотығуға қысқа электрон тасымалдайтын тізбек қатысады: НАДФН 2 ФП цхР 450 О 2 SH 2Н + Н 2 О О 2- S -О H
Бұл ферменттер қатысуымен дәрілік заттардың (бензпирен, морфин, аминопирин, бензофетамин) метаболизмі гидроксилдену жолымен жүреді. Нәтижесінде олар залалсызданады немесе олардың ерігіштігі жоғарлап олар ағзадан жеңіл шығарылады. Көп дәрілік заттар, мысалы фенобарбитал, микросомдық ферменттердің және цхР 450 синтезін жоғарлатады.
Бұл жүйелер бүйрек ұсті безінің қыртыс қабатында, жыныс бездерінде және плацентада болады. Олар стероидты гормондардың холестериннен түзілуіне қатысады. Яғни, С 22 және С 20 гидроксилденеді. Бүйректе бұл процестің қатысуымен Д витаминнің ауыспалы активті түрі (1,25 (ОН) 2 Д 3 ) пайда болады.
Оттек молекуласы 1, 2 немесе 3 электронмен тотықсызданғанда оттектің активті формалары (ОАФ): супероксид-анионы ( О 2 • ), Н 2 О 2, гидроксил радикалы ( ОН • ), т.б. пайда болады. ОАФ негізінен фагоциттерде : қанның гранулоциттері мен моноцитттерінде, тіндік макрофагтарда түзіледі.
Ауыспалы валентті металлмен әрекеттескенде супероксид радикалы түзіледі: Fe ++ + О 2 Fe +++ + О 2 • Ферменттік жолмен НАДФН-оксидазаның көмегімен (фагоциттердің ферменттік жүйесі ): НАДФН 2 + 2О 2 НАДФ + + 2(О 2 • )
Гидроксил радикалы сутектің асқын тотығынан ( Фентон реакциясы ) түзіледі : Fe ++ + Н 2 О 2 Fe +++ + ОН • + ОН –– Н 2 О 2 супероксиданион радикалымен әрекеттескенде, гидроксил радикалы түзіледі ( Хабер-Вайс реакциясы ): Н 2 О 2 + О 2 • ОН • + ОН –– + О 2
ОАФ көп мөлшерде болғанда ағзаға зиянды әсер етеді. Супероксиданион ГАГ-тардың деполимеризациясын, адреналиннің және тиолдардың тотығуын туғызады. Сутектің асқын тотығы көп мөлшерде болғанда белоктардың тиотоптарының тотығуына және гидроксил радикалдарының түзілуіне әкеледі.
Оттектің активті формалары белоктарды, нуклеин қышқылдарды, көп қанықпаған май қышқылдарды (КҚМҚ) тотықтырады. КҚМҚ тотығуы липидтердің пероксидтік тотығуы (ЛПТ) деп аталады.
ЛПТ өнімдері тиреоидты гормондардың, простагландиндердің синтезіне, фагоциттердің қызметі үшін, мембраналардың өткізгіштігін және липидтерінің құрамын, жасушалардың пролиферация жылдамдығын және олардың секреторлық қызметін реттеуге қажет.
КҚМҚ көп мөлшерде биологиялық мембраналардың фосфолипидтерінің құрамында болады. ЛПТ күшейгенде мембраналар бұзылады.
R R R R C Н 2 ОН НС О 2 HCOO CH 2 СН СН CH + CH СН Н 2 О СН CH CH СООН СООН COOH COOH КҚМҚ радикал пероксид КҚМҚ R R радикалы H COO Н HC СН + CH СН CH СООН COOH гидропероксид радикал
ОАФ қос байланысқа жақын орналасқан -СН 2 - тобынан сутекті боліп шығарады, ізінше олар бос радикалды топтарға –СН - айналады. Түзілген май қ-ның радикалы молекулярлық оттегін өзіне қосып алғанда, май қ-ның пероксидтік радикалы пайда болады: НС +О 2 НС-О-О
Пероксидтік радикал сутекті басқа жақын орналасқан КҚМҚ-нан бөліп өзіне қосып алады: НС-О-О + СН 2 НС-О-ОН + НС Бұл реакцияда пероксидтік радикал гидропероксидке тотықсызданады және басқа май қ-лы бос радикалға айналады.
Осылай әр қарай жаңа май қ-ның бос радикалдары түзіле береді. Бұл тізбекті түрде жүретін процесс. Гидропероксидтер тұрақсыз қосылыстар, олар ыдырағанда альдегидтер пайда болады. Көп мөлшерде малон диальдегиді (МДА) түзіледі.
Қандағы МДА концентрациясы бойынша тіндердегі ЛПТ интенсивтілігі туралы айтуға болады.
Пероксидтік тотығу липидтердің гидрофобтылығын азайтады. Мембрана арқылы жасушаның сыртынан ішіне кальций, натрий, су кіреді. ЛПТ мембраналардың, ізінше жасушалардың бұзылуына әкеледі. Қалыпты жағдайда бұл процесті антиоксиданттық жүйе бақылайды. Ол жеткіліксіз болса процесс шамадан тыс жоғарылайды.
Ол екіге: ферментті және ферментті емес болып бөлінеді. Ферментті антиоксиданттар: супероксиддисмутаза (СОД): 2О 2 + 2Н Н 2 О 2 +О 2 каталаза : 2Н 2 О 2 2Н 2 О + О 2 пероксидаза : Н 2 О 2 Н 2 О + О; S Н 2 +О S + Н 2 О
Глутатионпероксидаза: Н 2 О 2 + 2 GSH 2H 2 O + GS-SG ROOH + 2 GSH ROH+ H 2 O + GS-SG гидропероксид спирт GSH -тотықсызданған глутатион GS-SG -тотыққан глутатион Глутатионредуктаза: GS-SG +НАДФН 2 2 GSH +НАДФ Тотыққан глутатионды тотықсыздандырады.
Ферментті емес антиоксиданттарға жатады: Майда еритін витаминдер (А және Е) Каротиндер (вит А-ның провитамині) С,Р витамндер Карнозин – миоциттерде гидроксил радикалдарды бейтараптайды Ферритин – екі валентті темірді байланыстырады Церулоплазмин – екі валентті мысты байланыстырады, феррооксидаздық активтілікті көрсетіп екі валентті темірді тотықтырады Металлотионеиндер – мысты және т.б. Металлдарды байланыстырып антитоксикалық қызмет атқарады Эстрогендер – тізбекті реакцияны тоқтатады: ROO – + эстрадиол-ОН ROOH + эстрадиол-О –– тотығу өнімі
Витамин Е биологиялық мембраналардың құрамына кіріп, олардың құрамындағы липидтерді пероксидтік тотығуынан қорғайды. Токоферол бос радикалдарды тотықсыздандырады, өзі тұрақты витамин Е радикалын немесе тұрақты тотыққан түрде болады.
Тотыққан витамин Е-ні аскорбин қ-лы тотықсыздандырады.
ROO ROOH Вит Е-ОН Вит Е-О
Бұл процесс пероксисомаларда жүреді. Бұл процесте Н 2 О 2 түзіледі. Пероксидаздық тотығуға АҚ-ның, биогенді аминдердің, пуриндердің оксидазалары қатысады. Олар негізінен флавинферменттер болып келеді: S Н 2 +ФП ФПН 2 + S ФПН 2 +О 2 ФП+Н 2 О 2
