Oxidation microsomal: set o adweithiau

Mae rōl ocsidiad microsomaidd ym mywyd y corff yn anodd gor-amcangyfrif neu beidio â sylwi. Dim ond nifer fach iawn o broblemau sy'n cael eu datrys oherwydd ocsidiad microsomaidd yw anweithgarwch o ran xenobioteg (sylweddau gwenwynig), pydredd a ffurfio hormonau adrenalol, cyfranogiad yn y cyfnewid proteinau a chadw gwybodaeth genetig. Mae hon yn broses ymreolaethol yn y corff, sy'n cael ei sbarduno ar ôl taro'r sylwedd sbarduno ac yn dod i ben gyda'i ddileu.

Diffiniad

Mae ocsidiad microsomaidd yn rhaeadru o adweithiau sy'n nodi cam cyntaf trosi xenobiotig. Hanfod y broses yw hydroxylation o sylweddau sy'n defnyddio atomau ocsigen a ffurfio dŵr. Mae hyn yn newid strwythur y sylwedd gwreiddiol, a gellir ei hatal a'i gryfhau.

Mae ocsidiad microsomaidd yn ein galluogi i symud ymlaen at yr adwaith cyfuniad. Dyma ail gam y broses o drawsnewid xenobiotics, ar ddiwedd y bydd moleciwlau a gynhyrchir y tu mewn i'r organeb yn ymuno â'r grŵp swyddogaethol sydd eisoes yn bodoli. Weithiau mae sylweddau canolraddol yn cael eu ffurfio sy'n achosi difrod i gelloedd yr afu, necrosis a dirywiad meinwe canser.

Oxidation-type oxidation

Mae adweithiau ocsideiddio microsomal yn digwydd y tu allan i'r mitochondria, felly maent yn defnyddio tua deg y cant o'r holl ocsigen sy'n mynd i'r corff. Y prif ensymau yn y broses hon yw ocsidiau. Yn eu strwythur mae atomau o fetelau â chyfradd amrywiol, megis haearn, molybdenwm, copr ac eraill, ac felly maent yn gallu derbyn electronau. Yn y gell, mae ocsidau wedi'u lleoli mewn pecynnau arbennig (peroxisomau) sydd wedi'u lleoli ar bilennau allanol mitochondria ac yn EPR (reticulum endoplasmig gronynnol). Mae isstrate, gan fynd ar peroxisomau, yn colli moleciwlau hydrogen, sy'n ymuno â'r moleciwl dŵr a ffurfio perocsid.

Dim ond pum ocsid yw:

- monoaminooxygenase (MAO) - yn helpu i oxidize adrenalin ac aminau biogenig eraill a ffurfiwyd yn y chwarennau adrenal;

- diaminooxygenase (DAO) - yn ymwneud ag ocsidiad histamine (cyfryngwr llid ac alergedd), poliaminau a diaminau;

- L-amino asid oxidase (e.e., moleciwlau ardderchog);

- ocsidase o asidau D-amino (moleciwlau dextrorotatory);

- xanthine oxidase - oxidizes adenine a guanine (canolfannau nitrogenous sy'n mynd i mewn i'r moleciwl DNA).

Mae arwyddocâd ocsidiad microsomaidd gan y math oxidase wrth ddileu xenobiotics ac anactifadu sylweddau biolegol weithgar. Mae ffurfio perocsid, sydd â chactriniaeth bactericidal a phurau mecanyddol ar safle anaf, yn sgîl-effaith sy'n meddiannu lle pwysig ymysg effeithiau eraill.

Ocsidiad ocsigenase

Mae adweithiau Oxygenase-type yn y gell hefyd yn digwydd ar y reticulum endoplasmig gronynnol ac yn amlenni allanol y mitochondria. Mae hyn yn gofyn am ensymau penodol - ocsigenasau, sy'n ysgogi molecwl ocsigen o'r swbstrad a'i ymgorffori yn y sylwedd oxidizadwy. Os cyflwynir un atom ocsigen, gelwir yr ensym yn monooxygenase neu hydroxylase. Yn achos cyflwyno dau atom (hynny yw, molecwl cyfan o ocsigen), gelwir yr ensym diacsigenase.

Mae adweithiau ocsidaseiddio ocsigen yn rhan o gymhleth aml-ensym tri-gydran sy'n cymryd rhan yn y broses o drosglwyddo electronau a phrotonau o'r is-haen ac yna gweithrediad ocsigen. Mae'r broses gyfan yn digwydd gyda chyfranogiad cytochrome P450, a ddisgrifir yn fanylach.

Enghreifftiau o adweithiau o'r math ocsigenase

Fel y crybwyllwyd uchod, mae monoxygenases ar gyfer ocsideiddio yn defnyddio dim ond un atom ocsigen o'r ddau sydd ar gael. Mae'r ail yn cysylltu â dau moleciwlau o hydrogen a ffurfiwch ddŵr. Un enghraifft o adwaith o'r fath yw ffurfio collagen. Y rhoddwr ocsigen yn yr achos hwn yw fitamin C. Mae prolin hydroxylase yn cymryd moleciwl ocsigen ohono ac yn ei roi i'r proline, sydd, yn ei dro, yn mynd i mewn i'r moleciwl procollagen. Mae'r broses hon yn rhoi cryfder ac elastigedd y meinwe gyswllt. Pan nad oes gan y corff fitamin C, yna mae gowt yn datblygu. Fe'i gwelir gan wendid meinwe gyswllt, gwaedu, cleisio, colled dannedd, hynny yw, mae ansawdd y colagen yn y corff yn dod yn is.

Enghraifft arall yw hydroxylase, sy'n trosi moleciwlau colesterol. Dyma un o'r camau o ffurfio hormonau steroid, gan gynnwys rhyw.

Hydroxylasau isel-benodol

Dyma'r hydrolasau sy'n angenrheidiol ar gyfer ocsideiddio sylweddau tramor, megis xenobiotics. Ystyr yr adweithiau yw gwneud y cyfryw sylweddau yn fwy hyblyg ar gyfer eithrio, yn fwy hyderus. Gelwir y broses hon yn ddadwenwyno, ac mae'n digwydd i'r rhan fwyaf yn yr afu.

Oherwydd cynnwys molecwl ocsigen cyfan mewn xenobiotics, rhedir cylch yr adweithiau a dadelfennu un sylwedd cymhleth mewn sawl un symlach a mwy hygyrch ar gyfer prosesau metabolig.

Ffurfiau actif o ocsigen

Mae ocsigen yn sylwedd a allai fod yn beryglus, oherwydd, mewn gwirionedd, mae ocsideiddio yn broses o hylosgi. Ar ffurf moleciwl o O ₂ neu ddŵr, mae'n sefydlog ac yn anhwyldeg cemegol, oherwydd bod ei lefelau trydanol yn cael eu llenwi, ac ni all electronau newydd ymuno. Ond mae cyfansoddion lle nad oes gan bob ocsigen yr holl electronau ag anwedd ag adweithiaeth uchel. Felly maen nhw'n cael eu galw'n weithgar.

Cyfansoddion ocsigen o'r fath:

1. Yn yr adweithiau monocsid, ffurfir superoxid, sydd wedi'i wahanu o'r cytochrom P450.
2. Mae adweithiau Oxidase yn cynhyrchu ffurfio anion perocsid (hydrogen perocsid).
3. Yn ystod ail-ocsigen meinweoedd a gafodd isgemia.

Y oxidant cryfaf yw'r radical hydroxyl, mae'n bodoli mewn cyflwr rhad ac am ddim am ddim ond unfed miliwn o eiliadau, ond yn ystod y cyfnod hwn gall llawer o adweithiau ocsidol pasio. Ei hynodrwydd yw bod y radical hydroxyl yn effeithio ar sylweddau yn unig yn y man lle y'i ffurfiwyd, gan na all dreiddio drwy'r meinweoedd.

Superoxidanion a hydrogen perocsid

Mae'r sylweddau hyn yn weithredol nid yn unig yn y man ffurfio, ond hefyd ar ryw bellter oddi wrthynt, gan eu bod yn gallu treiddio trwy'r pilenni cell.

Mae'r grŵp hydroxyl yn achosi ocsideiddio gweddillion asid amino: histidin, cystein a thryptophan. Mae hyn yn arwain at anactivation o systemau ensymau, yn ogystal ag amharu ar broteinau cludiant. Yn ogystal, mae ocsidiad microsomig asidau amino yn arwain at ddinistrio strwythur canolfannau nitrogen niwcleig ac, o ganlyniad, mae cyfarpar genetig y gell yn dioddef. Asidau brasterog a ocsidiedig, sy'n rhan o'r haen bilipid o bilenni celloedd. Mae hyn yn effeithio ar eu traenoldeb, gweithrediad pympiau electrolyte bilen a lleoliad derbynyddion.

Gwaharddwyr ocsidiad microsomaidd yw gwrthocsidyddion. Maent wedi'u cynnwys mewn bwyd ac fe'u cynhyrchir y tu mewn i'r corff. Y gwrthocsidydd mwyaf enwog yw fitamin E. Gall y sylweddau hyn atal ocsidiad microsomegol. Mae biocemeg yn disgrifio'r rhyngweithio rhyngddynt ar yr egwyddor o adborth. Hynny yw, po fwyaf o ocsidiau, y cryfach y cânt eu hatal, ac i'r gwrthwyneb. Mae hyn yn helpu i gynnal cydbwysedd rhwng systemau a chysondeb yr amgylchedd mewnol.

Cadwyn trafnidiaeth trydan

Nid yw'r system ocsidiad microsomaidd yn hydoddi yn y cydrannau cytoplasmig, felly mae pob un o'i ensymau yn cael eu casglu ar wyneb y reticulum endoplasmig. Mae'r system hon yn cynnwys sawl protein sy'n ffurfio cadwyn electrotransport:

- NADP-P450-reductase a cytochrome P450;

- NAD-cytochrom B5-reductase a cytochrom B5;

- steaturel-CoA desaturase.

Rhoddwr electronau yn y nifer llethol o achosion yw NADP (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate). Caiff ei ocsideiddio gan NADP-P450 reductase, sy'n cynnwys dau gydenzymes (FAD a FMN), ar gyfer derbyn electronau. Ar ddiwedd y gadwyn, mae'r PMN wedi'i ocsidio gan P450.

Cytochrome P450

Mae'n ensym o ocsidiad microsomal, protein sy'n cynnwys hecs. Rhwymwch ocsigen a swbstrad (fel arfer xenobiotig). Mae ei enw'n gysylltiedig ag amsugno golau gyda thanfedd o 450 nm. Mae biolegwyr wedi ei chael ym mhob organeb byw. Ar hyn o bryd, mae mwy nag un ar ddeg mil o broteinau wedi'u cynnwys yn y system cytochrome P450. Mewn bacteria, mae'r sylwedd hwn yn cael ei ddiddymu yn y cytoplasm, a chredir mai'r ffurflen hon yw'r hynafiaeth sydd fwyaf esblygiadol nag mewn pobl. Yn ein gwlad, mae cytochrome P450 yn brotein parietol a bennir ar y bilen endoplasmig.

Mae ensymau'r grŵp hwn yn ymwneud â chyfnewid steroidau, asidau bwlch a brasterog, ffenolau, niwtraleiddio cyffuriau, gwenwynau neu gyffuriau.

Eiddo ocsidiad microsomal

Mae gan y prosesau o ocsidiad microsomaidd benodoldeb rhyngwyneb eang, ac mae hyn, yn ei dro, yn caniatáu niwtraleiddio amrywiaeth o sylweddau. Gellir pwygu un ar ddeg mil o broteinau cytochrom P450 i mewn i fwy na chant a hanner cant isofformau o'r ensym hwn. Mae gan bob un ohonynt nifer fawr o swbstradau. Mae hyn yn ei gwneud hi'n bosibl i organeb gael gwared ar bob sylwedd niweidiol yn ymarferol sy'n ffurfio y tu mewn iddo neu yn dod o'r tu allan. Fe'i datblygir yn yr afu, gall ensymau ocsidiad microsomaidd weithredu'n lleol ac yn bell iawn o'r organ hwn.

Rheoleiddio gweithgaredd ocsideiddio microsomal

Mae ocsidiad microsomal yn yr afu yn cael ei reoleiddio ar lefel yr RNA gwybodaeth, neu yn hytrach ei swyddogaeth - trawsgrifiad. Mae pob amrywiad o cytochrome P450, er enghraifft, yn cael eu cofnodi ar moleciwl DNA, ac er mwyn iddo ymddangos ar yr EPR, mae angen "ailysgrifennu" rhan o'r wybodaeth o DNA i'r RNA gwybodaeth. Yna, mae'r mRNA wedi'i gyfeirio at y ribosomau, lle mae moleciwlau protein yn cael eu ffurfio. Mae nifer y moleciwlau hyn yn cael ei reoleiddio'n allanol ac yn dibynnu ar faint o sylweddau y mae angen eu diweithdra, yn ogystal ag argaeledd asidau amino hanfodol.

Ar hyn o bryd, disgrifiwyd mwy na dau gant a hanner cant o gyfansoddion cemegol sy'n gweithredu ocsidiad microsomig yn y corff. Mae'r rhain yn cynnwys barbiteddradau, carbohydradau aromatig, alcoholes, cetonau a hormonau. Er gwaethaf amrywiaeth mor amlwg, mae'r holl sylweddau hyn yn lipoffilig (hydoddi mewn braster), ac felly'n agored i cytochrom P450.