黄嘌呤氧化酶课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,人体组织中重要的自由基,李晓华 陈文健,1,人体组织中重要的自由基 李晓华,自由基,(,FR,),自由基与其它的分子反应导致新的自由基生成.,自由基是具有未成对的原子、原子团,或分子。,2,自由基(FR)自由基是具有未成对的原子、原,1.由共价键的断裂产生,异裂产生离子,均裂产生自由基,2.由电子捕获产生,R,+X,R,+,+X,R,X,R,:,X,O,2,+e,O,2,自由基的产生：,3,1.由共价键的断裂产生 R +X,自由基链反应,H,+H,H,2,H,+Cl,HCL,Cl,+Cl,Cl,2,Cl,+H,2,HCl+H,H,+Cl,2,HCl+Cl,链引发,链增长,链终止,light,Cl,2,2 Cl,4,自由基链反应 H +H H2,损伤,Free Radical,自由基参与生命过程的各种反应,保护 代谢,当自由基的数量和地点不正常时，,或超过了调节和保护能力时，可以引起,组织损伤。,放射损伤,动脉硬化,衰老,生理学作用,疾 病,一把双刃剑,5,损伤Free Radical 自由基参与生命过程,1.组织中的主要自由基和它们的生理作用,6,1.组织中的主要自由基和它们的生理作用 6,1.组织中的主要自由基,(1)氧自由基 (OFR,oxyradical),(2)氮自由基(NFR),(3)半醌自由基,7,1.组织中的主要自由基(1)氧自由基 (OFR,o,O,2,H,2,O,2,OH,在线粒体的细胞色素氧化酶,分子氧的连续单价还原成水的反应如下：,4CytC,2+,e,e,+2H,+,e,+H,+,e,+H,+,O,2,H,2,O,H,2,O,4Cyt C,3+,12%,这是产生 O,2,.,和其它 OFR.的基本反应,H,2,O,2,O,2,OH,4e,+4H,+,2,4Cyt,8,O2H2O2OH在线粒体的细胞色素氧化酶,H2O2O,1)超氧阴离子自由基(O,2,),O,2,产生的途径,：,微粒体,细胞色素 P,450,营养、药物和毒物代谢是,O,2,的主要的来源,线粒体,电子转移链中的电子泄漏,巨噬细胞,呼吸爆发(oxidative burst),黄嘌呤氧化酶,(XO)次黄嘌呤,XO ,黄嘌呤+H,2,O,2,+,O,2,XO ,尿酸+H,2,O,2,+,O,2,9,1)超氧阴离子自由基(O2)9,2)过氧化氢(H,2,O,2,),H,2,O,2,本身不是自由基,但含有一个很弱的 O,O 键，可以产生高度反应性的自由基(OH,).-,(ROS),H,2,O,2,主要由两个途径形成:,酶的反应,单胺氧化酶(MAO)(儿茶酚胺的代谢,),黄嘌呤氧化酶(XO)尿酸氧化酶(UAO),由超氧化物歧化酶催化的歧化反应,SOD,O,2,.,+O,2,.,+2H,+,-H,2,O,2,+O,2,10,2)过氧化氢(H2O2)酶的反应 由超氧化物,3）,羟基自由基,(OH,),OH,是最活泼和最强的 OFR，它由 O,2,和 H,2,O,2,.反应产生：,O,2,+,H,2,O,2,-,O,2,+OH,+OH,Haber-Weiss reaction,O,2,Fe,3+,OH,+OH,Fenton type,(iron ion catalyzed),O,2,Fe,2+,H,2,O,2,Haber-Weiss reaction,反应中铁离子起到电子传递的作用。,11,3）羟基自由基(OH )11,单线态氧是一种激发态氧，其氧分子两个外层轨道中的一个电子发生反向自旋改变，使外层轨道两电子自旋方向相反，氧分子的反应能力大大增加。这种氧分子在紫外光谱中呈现一条单线，故称为单线态氧。正常的氧属于三线态氧，外层轨道上有两个自旋方向相同的未配对电子；如果受到激发，这两个电子的自旋方向变成相反，形成两种类型的单线态氧。D型单线态氧外层轨道上没有未配对电子，不是氧自由基，但属于活性氧，S型单线态氧外层轨道上有未配对电子，是氧自由基。,4）单线态氧(,1,O,2,),1,D,gO,2,1,S,gO,2,12,单线态氧是一种激发态氧，其氧分子两个外层轨道中的一个电子发生,.,产生单线态氧的途径,1,O,2,自由基反应,O,2,+OH,1,O,2,+OH,WBC 呼吸爆发,OCl,+H,2,O,2,1,O,2,+Cl,+H,2,O,光敏作用,光敏剂例如核黄素(Vit B2),黄素蛋白(FMN、FAD)，胆红素,在光的作用下成为激发态，传递能量给O,2,使氧成为单线态氧,1,O,2。,13,.产生单线态氧的途径 1O213,1)一氧化氮,(NO),一氧化氮在体内是一种信号分子，分子量小，能够通过生物膜扩散。,是一种天然的气态自由基。,外层轨道有一个未成对的电子。,NO 在体内产生的途径:,O,2,NOS,L-精氨酸,L-瓜氨酸+NO,NADPH NADP,+,14,1)一氧化氮(NO)14,2)过氧化氮阴离子(ONOO,),由 NO 和 O,2,.,反应产生,NO+O,2,ONOO,它本身不是一个自由基，但具有很强的氧化能力，,因它在酸性条件下倾向于自动降解:,ONOO,N O,2,+,OH,+,H,+,H,2,O,(Both,N O,2,and,OH,are very active FR),15,2)过氧化氮阴离子(ONOO )15,它们在线粒体中起到重要的生理作用,在氢供体和细胞色素间起到桥梁作用。,1),黄素蛋白,(FP),黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD and FADH),黄素单核苷酸(FMN and FMNH),2),辅酶,Q(CoQ),是一个对苯醌的衍生物,也称泛醌。,16,它们在线粒体中起到重要的生理作用,1)黄素蛋白,2.自由基损伤,(对核酸、蛋白质和脂质),17,2.自由基损伤17,18,18,1.自由基对核酸的损伤,可以损伤碱基对，脱氧核糖核酸，磷酸二酯键,导致基因突变,凋亡。,(1)DNA 骨架损伤,(2)碱基修饰,突变,(3)DNA-DNA、DNA-蛋白交联,染色体损伤,细胞死亡,FR,特别是,OH,能损失核酸,这种类型的损伤包括:,19,1.自由基对核酸的损伤 可以损伤碱基对，脱氧核糖核酸，,2.自由基对蛋白质的损伤,可导致 氨基酸修饰,交联,肽链断裂,蛋白质变性,修饰蛋白质的活性区域,(失活),聚合或断裂蛋白质分子,(变性),蛋白质是自由基攻击的主要目标,自由基对蛋白质损伤的主要影响:,20,2.自由基对蛋白质的损伤可导致 氨基,3.自由基对脂质的损伤,(1)破坏膜的结构,流动性下降受体和离子通道功能紊乱,通透性下降。,(2)损伤蛋白质分子,(聚合、变性等,),(3)蛋白质由羰基引起交联。,生物膜中含有丰富的不饱和脂肪酸，它们是自由基攻击的对象。,脂质的过氧化反应通常以自由基链反应的方式发生，产生一系列的脂质自由基，进一步加剧了自由基损伤。,脂质过氧化可能导致各种细胞损伤。,21,3.自由基对脂质的损伤(1)破坏膜的结构,损害细胞功能,蛋白质变性,损伤核酸,脂质过氧化,自由基,22,损害细胞功能蛋白质变性损伤核酸脂质过氧化自由基22,