aktyvių O2 formų susidarymas, jų toksiškumas ir nukenksminimas. E vitamino ir kitų antioksidantų svarba. Flashcards
deguonies molekulės redukcija
Visose oksidacijos reakcijose tam, kad deguonies molekulė redukuotųsi, ji turi prisijungti 4 elektronus (kiekvienas deguonies atomas po 2 elektronus). Tiek audinių kvėpavimo grandinėje, tiek oksidacijos reakcijose mikrosomose elektronai nuo substrato yra perduodami fermentams, turintiems atitinkamus kofaktorius (hemas, Fe-S centrai). Tada jie po vieną prijungiami prie deguonies. Deguonies molekulė turi 2 nesuporuotus elektronus, turinčius paralelinius sukinius ir esančius skirtingose orbitalėse (O2↑↑). Kad deguonies atomas galėtų redukuotis ir sudaryti vandenį, jis turi prijungti priešingų sukinių elektronų porą ir tada prijungiamų elektronų sukiniui reikia pakeisit kryptį, o tam reikalinga gana didelė aktyvacijos energija. Tai termodinamiškai yra labai neefektyvu, todėl elektronai yra jungiami po vieną.
kaip susidaro superoksido anijonas ir kas su juo vyksta?
Kai prie deguonies molekulės yra prijungiamas vienas elektronas, susidaro superoksido anijonas (radikalas) O2-.. Jis turi vieną perteklinį e-. Tai yra tarpinis reakcijos produktas su 1 nesuporuotu e-. Jei O2-. išlieka fermento aktyviame centre tol, kol prijungiamas antras e-, tai galima tolimesnė jo redukcija į vandenį (pvz., kvėpavimo grandinėje deguonies molekulė sulaikoma, kol prisijungs 4 e-, kad susidarytų 2 vandens molekulės). Jeigu tarpinė reakcija vyksta ne aktyviajame centre, tai toks O2-. sukelia grandinines reakcijas, kurių metu susidaro kitos aktyviosios deguonies formos.
vandenilio peroksido, hidroksilo radikalo susidarymas, jų apibūdinimas kaip toksiškų produktų, jų radikalumas.
išvardinti svarbiausias radikalinės aktyviosios deguonies formas
superoksido anijonas (radikalas – O2-.); hidroksiradikalas (OH.); hidroperoksiradikalas (HO-O.); lipidų peroksiradikalas (LO-O.); azoto oksido radikalas (NO.).
išvardinti svarbiausias neradikalines aktyviosios deguonies formas
vandenilio peroksidas (H2O2);
singuletinis deguonis (1O2↑↓);
ozonas (O3);
hipochlorito rūgštis (HClO).
kokia yra superoksido radikalo žmogaus organizme?
Žmogaus organizme, maždaug 5% deguonies paverčiama superoksido radikalu (superoksido anijonu O2-.)
kaip gali susidaryti superoksido radikalas audinių kvėpavimo grnadinėje Q cikle?
audinių kvėpavimo grandinėje Q cikle, kai KoQ radikalas kontaktuoja su deguonimi, perduoda jam perteklinį elektroną ir susidaro superoksidinis radikalas. Šis radikalas gali pradėti grandinines reakcijas, sukeliančias mitochondrijos membranos fosfolipidų peroksidaciją.
+formule
kaip gali susidaryti superoksido radikalas fagocituojančių ląstelių membranose?
fagocituojančių ląstelių membranose (makrofilų, neutrofilų, eozinofilų). Ten esanti NADPH oksidazė katalizuoja superoksidinio radikalo susidarymą. Susidaręs superoksido radikalas išskiriamas į vakuoles ir pradeda reakcijas, kurios sukelia kitų aktyvių deguonies formų susidarymą. Čia susidariusios aktyvios deguonies formos yra naudingos, nes jos pažeidžia mikroorganizmus, kuriuos tada žymiai lengviau suskaido fagocituojančios ląstelės lizosomų fermentai. Tokiu būdu ląstelės yra apsaugomos nuo infekcijos.
+formule (NAPH oksidaze)
kaip gali susidaryti superoksido radikalas oksidacijos reakcijose, kuriose dalyvauja fermentai, turintys kofaktoriaus pereinamuosius metalus?
oksidacijos reakcijose, kuriose dalyvauja fermentai, turintys kofaktoriais pereinamuosius metalus – Cu arba Fe (kintamo valentingumo metalai). Tokioj reakcijoj išsprūdęs iš sistemos elektronas gali prisijungti prie deguonies ir sudaryti superoksido anijoną.
+formule
kaip gali susidaryti superoksido radikalas audinių kvėpavimo grandinėje, kai elektronai eina iš Fe-S centrų?
audinių kvėpavimo grandinėje, kai elektronai eina is Fe-S centrų. Taip gali nutikti ir mikrosemose. Mitochondrijose 4% deguonies paverčiama superoksidiniu anijonu (tokiose vietose, kur keliauja po vieną elektroną, ir kontaktuoja su deguonimi).
kaip gali susidaryti superoksido radikalas hemoglobinui prijungiant deguonį?
Šitas radikalas nėra labai stiprus oksidatorius, bet iš jo susidaro kitos aktyviosios deguonies formos. Toli nuo šaltinio (susidarymo vietos) jis nedifunduoja.
kokia yra viena iš pavojingiausių aktyviųjų deguonies formų?
Kita pavojingiausia iš aktyviųjų deguonies formų – hidroksiradikalas (OH.).
kaip susidaro hidroksiradikalas nefermentinėje fentono r-joje?
Organizme jis susidaro:
nefermentinėje Fentono r-joje. Fentono r-joje vandenilio peroksidui reaguojant su pereinamuoju metalu (Fe, Cu), susidaro hidroksiradikalas ir hidroksilo anijonas.
+formule
kaip susidaro hidroksiradikalas Haberio-Veiso r-joje?
kaip susidaro hidroksiradikalas vandens jonizacijos metu?
vandens jonizacijos metu, veikiant jonizuojančiai spinduliuotei.
kaip susidaro vandenilio peroksidas veikiant oksidazėms?
Vandenilio peroksidas (H2O2) susidaro keliais atvejais:
- veikiant oksidazėms (aerobinėms DG, ksantino oksidazė pvz.);
- –
kaip susidaro vandenilio peroksidas iš superoksido radikalų veikiant fermentui superoksiddismutazei?
vandenilio peroksido ypatybės?
Vandenilio peroksidas nėra laisvasis radikalas, bet iš jo gali pasigaminti hidroksiradikalas (Fentono ir Haberio-Veiso r-jose). Jis lengvai difunduoja per ląstelių membranas.
kaip susidaro hipoflorito rūgštis neutrofiluose, veikiant fermento mieloperoksidazei?
Hipochlorito rūgštis susidaro:
neutrofiluose, veikiant fermento mieloperoksidazei. Tai hemoproteinas, esantis neutrofiluose. Šita reakcija naudinga naikinant mikroorganizmos. Susidariusi hipochlorito rūgštis r-joje su superoksido anijonu sudaro hidroksiradikalą (aktyvų).
–
kaip susidaro singuletinis deguonis ir koks jis?
Singuletinis deguonis (1O2↑↓). Jo vienas elektornas kitokioj orbitalėj. Jis susidaro: veikiant UV spinduliuotei, kuri pakeičia vieno nesuporuoto elektrono sukinį. Jis irgi yra geras oksidatorius, tačiau nestabilus – jo gyvavimo pusperiodis labai trumas, maždaug 2-7µs.
aktyviosios deguonies formos - membranų pažeidimas
Aktyviosios deguonies formos yra pavojingos, nes pažeidžia beveik visas svarbiausias ląstelės struktūras:
pažeidžia membranas (kurių sudėtyje yra daug fosfolipidų, turinčių polinesočiąsias riebalų r.), branduolį ir makromolekules. Tokiu būdu aktyviosios deguonies formos vykdo membranų fosfolipidų peroksidaciją.
Jos metu polinesočiosios riebalų rūgšties fragmentas……elektronas peršoka prie kito anglies atomo, vyksta dvigubų ryšių persitvarkymas, kuris žymimas L.. Jis lengvai prijungia deguonį susidaro lipido peroksido radikalas, jis gali veikti toliau paprastą fosfolipidą, ta riebalų rūgštis vėl sudaro radikalinę formą (grandininė reakcija), o pats peroksiradikalas virsta lipidoperoksidu, jis būna, kad suskaidomas ir membrana toje vietoje trūksta… Lipidas paveiktas hidroksiradikalo duoda lipido radikalą, kuris lengvai prijungia vandenį, sudaro lengvai lipido… Nestabdomų reakcijų pasekmė – membranų pažeidimas ir suirimas.
aktyviosios deguoniees formos - baltymų oksidacija
oksiduoja baltymus, ypač tokias a. r. kaip cisteiną, histidiną, metioniną, triptofaną, tiroziną. Pažeisti baltymai fragmentuojasi, gali skilti, gali tarpusavyje sulipti, susisiuva jų a.r. ir juos labai greitai paveikia peptidazės (fermentai, suskaidantys baltymus).
aktyviosios deguonies formos - branduolio ir mitochrondrijų nukleorūgščių pažeidimas
pažeidžia branduolio ir mitochondrijų nukleorūgštis. Pasireiškia DNR trūkiais, modifikuojamos bazės ir angliavandeniai, susidaro skersiniai ryšiai tarp baltymų ir DNR, tai gali daryti įtaką kancerogenezei.
aktyvios deguonies formos - Parkinsono ligos atvejis
vaidina tam tikrą vaidmenį sergant įvairiomis ligomis – Parkinsono liga (dopaminas veikiant monoaminooksidazei (MAO), sudaro šalutinį produktą – vandenilio peroksidą, kuris ardo dopamino neuronus. Žmogaus ir kitų žinduolių ląstelės turi apsaugos sistemą, ginančią juos nuo aktyviųjų deguonies formų poveikio.
