REAKTYWNE FORMY TLENU.
REAKCJE DETOKSYKACJI.
KURS BIOCHEMII DLA KIERUNKU LEKARSKIEGO
WYKA
AD 22
9.04.2014
REAKTYWNE FORMY TLENU
Reaktywne formy tlenu,
wolne rodniki
" Anionorodnik ponadtlenkowy (superoxide anion) �O2" 
" Nadtlenek wodoru (hydrogen peroxide) H2O2
" Rodnik wodorotlenowy (hydroxyl radical) �OH "
" Tlen singletowy (singlet oxygen) 1O2
" Ozon (ozone) O3
" Tlenek azotu (nitric oxide) NO
" Dwutlenek azotu (nitric dioxide) NO2
" Kwas nadtlenoazotawy (peroxynitrous acid) O=N-OOH
Reaktywne formy tlenu,
wolne rodniki
" Nadtlenoazotyn (peroxynitrate) O=N-OO-
" Kwas podchlorawy (hypochlorus acid) HOCl
" Rodnik alkoksylowy (alkoxyl radical) RO"
" Rodnik nadtlenkowy (peroxyl radical) ROO"
" Nadtlenek= Wodoronadtlenek (peroxide=hydroperoxide)
ROOH
" Rodnik acyloksylowy (acyloxyl radical) R-COO"
" Rodnik acylonadtlenkowy (acyloperoxyl radical) R-COOO"
Reaktywne formy tlenu,
wolne rodniki
�� Prawie 90% ROS powstaje w łańcuchu oddechowym
�� Ich z
ródłem są
ż� reakcje enzymatyczne (oksydaza ksantynowa, oksydaza
NADH, reduktaza NADPH-cytochrom P450, monooksygenaza
mikrosomalna, procesy hydroksylacji niektórych
ksenobiotyków)
ż� leukocyty, makrofagi,
ż� promieniowanie jonizujące, jony metali przejściowych
ż� dym tytoniowy, leki, zanieczyszczenia środowiskowe etc.
Reaktywne formy tlenu,
wolne rodniki
�� Biorą udział w wielu procesach fizjologicznych ustroju, takich
jak:
�� reakcje redukcji i utleniana w łańcuchu oddechowym
�� odtwarzanie z
ródeł energii (ATP)
�� transport tlenu przez hemoglobinę
�� aktywacja cytochromu p450
�� fagocytoza drobnoustrojów
�� odtruwanie organizmów z toksyn
�� funkcje regulatorowe względem białek
Reaktywne formy tlenu,
wolne rodniki
W wyniku niecałkowitej redukcji
tlenu na skutek transferu elektronów
powstają kolejno:
" anionorodnik ponadtlenkowy (O2 )
" nadtlenek wodoru (H2O2)
" rodnik wodorotlenowy(ŁOH)
" woda (H2O)
Nadtlenek wodoru
jako zródło rodnika wodorotlenowego
W reakcji Fentona zamiast żelaza, może uczestniczyć także
miedz
, kobalt, mangan, czy chrom.
Stres oksydacyjny
Reakcje ROS z lipidami
�� A. Peroksydacja lipidów zostaje
zainicjowana przez rodnik
wodorotlenkowy lub inny rodnik,
który powoduje odczepienie
wodoru od wielonienasyconego
lipidu (LH) tworząc w ten sposób
rodnik lipidowy (LŁ)
�� B. Wolnorodnikowa reakcja
łańcuchowa postępuje dalej  tlen
reaguje z rodnikiem lipidowym,
tworząc lipidowy rodnik
nadtlenkowy (LOOŁ)
i nadtlenek lipidu (LOOH)
Reakcje ROS z lipidami
�� C. Przegrupowanie pojedynczego
elektronu powoduje degradację
lipidu. Dialdehyd malonowy jest
łatwo rozpuszczalny i pojawia się
we krwi.
�� D. Terminacja może sprowadzać
się do reakcji pomiędzy dwoma
rodnikami alkilowymi, dwoma
nadtlenkowymi, lub dwoma
różnymi rodnikami.
�� Produktami reakcji są dimery
kw. tłuszczowych oraz keto- lub
hydroksykwasy (zmodyfikowane
cząsteczki lipidów).
Reakcje ROS z białkami
�� Prowadzą do zmian w ich strukturze, a tym samym do utraty
aktywności biologicznej.
�� W czasie utleniania białek może dojść do modyfikacji reszt
aminokwasowych, modyfikacji grup prostetycznych oraz
agregacji lub fragmentacji cząsteczek białkowych.
�� Spośród grup aminokwasowych białek najbardziej podatne na
oksydacyjne uszkodzenia są reszty:
ż� cysteiny i metioniny, ze względu na obecność grup tiolowych
 SH
ż� w dalszej kolejności lizyny, seryny, proliny, histydyny,
tryptofanu, fenyloalaniny, tyrozyny i argininy
Reakcje ROS
z kwasami nukleinowymi
Oddziaływanie HO"
�� z resztami deoksyrybozy - powoduje powstawanie
pojedynczych i podwójnych pęknięć w łańcuchu DNA.
�� z zasadami azotowymi - dotyczy głównie pozycji C5 i C6 w
pirymidynach oraz C8, C5 i C4 w purynach;
zmodyfikowane produkty zasad azotowych: 8-
hydroksyguanina, dipirymidynowe addukty adeniny oraz
guaniny, glikol tyminy są odpowiedzialne za powstawanie w
DNA mutacji punktowych typu:
G-C -> T-A,
G-C-> C-G czy C -> T
=> Mutacje => Choroby nowotworowe i degeneracyjne
Podstawowe enzymy
usuwające ROS w komórkach
Antyoksydanty
REAKCJE DETOKSYKACJI
Reakcje detoksykacji
Schemat