Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Оксигеназний шлях використання кисню. Мікросомальне окислення речовин




Доверь свою работу кандидату наук!
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Крім мітохондріального існує мікросомальне окислення, яке здійснюється ферментними системами, локалізованими переважно в ендоплазматичному ретикулумі печінки та інших тканин і в мітохондріях надниркових залоз. Ендоплазматичний ретикулум являє собою ліпопротеїнову канальцеву сітку, яка пронизує всю цитоплазму. При гомогенізації (подрібненні) й ультрацентрифугуванні тканин ендоплазматичний ретикулум розпадається на окремі дрібні замкнені везикули, які одержали назву мікросом. Звідси й пішла назва «мікросомальне окислення».

Якщо в мітохондріальному окисленні провідну роль, як було показано вище, відіграють реакції дегідрування (утворення НАД⋅H+H+ і НАДФ⋅H+H+), а кисень є кінцевим акцептором електронів і використовується лише для утворення води, й енергія реакції окислювального фосфорилювання акумулюється в АТФ, то в процесах мікросомального окислення активний кисень безпосередньо включається в окислювану речовину, тобто кисень використовується як пластична речовина. Молекули АТФ у цьому процесі не утворю-

ються, енергія використовується в окисленні субстратів. Ферментні системи, які локалізовані в мікросомній фракції і здатні використовувати молекулярний кисень для окислення специфічних органічних сполук, поділяються на дві групи: диоксигенази й монооксигенази.

Диоксигенази до субстрату (S) приєднують відразу два атоми кисню:

S + O2 → SO2

Монооксигенази каталізують реакції, в яких у молекулу органічного субстрату включається тільки один із двох атомів кисню, а другий використовується для утворення води. Постачальником атомів водню для утворення води служить НАДФ⋅H2 і зрідка – НАД⋅H2:

S–H + O2 + НАДФH2 → S–OH + H2O + НАДФ+

Серед реакцій, які каталізуються мікросомальними ферментами, найбільше реакцій гідроксилювання, тобто включення гідроксильних груп до складу молекули субстрату. Тому монооксигенази називають ще гідроксилазами, їх вміст у тканинах є відносно великим. Активний кисень використовується для значної кількості процесів. Він необхідний для гідроксилювання стероїдів (холестерину) й перетворення їх у біологічно активні речовини, у тому числі гормони кори надниркових залоз, статеві гормони, жовчні кислоти, активну форму вітаміну Д (1,25-дигідроксикальциферол).

Мікросомальне окислення відіграє важливу роль у реакціях знешкодження шляхом гідроксилювання цілого ряду токсичних речовин, лікарських засобів і продуктів їх перетворення, які при цьому стають більш полярними, легше розчиняються у воді і, приєднуючи метаболіти нормального обміну речовин (глюкуронову кислоту, ацетил-КоА, глутамінову кислоту, цистеїн, гліцин та ін.), утворюють так звані парні сполуки з більшою молекулярною масою, які виводяться з організму із сечею. На жаль, іноді буває й навпаки, наприклад, монооксигеназний ланцюг, окислюючи нетоксичний бензпірен, що міститься в тютюновому димі, копченостях тощо, спричиняє утворення токсичного гідроксибензпірену, який є сильним канцерогеном.

Мікросомальна гідроксилююча система (ланцюг) коротша за мітохондріальну й містить НАДФH2, флавопротеїн з кофактором ФАД, білок з негемовим залізом (адренотоксин) і гемпротеїн, що позначається як цитохром P450. Цитохром P450 здатний приєднувати оксид вуглецю (II); такий комплекс має максимум поглинання при 450 нм. Звідси й назва даного цитохрому. Цитохром P450 являє собою протогемсульфідпротеїновий комплекс, який у своєму складі має іони міді. Вважають, що цитохром P450 виконує подвійну функцію: він зв'язується із субстратом гідроксилювання, і на ньому відбувається активування молекулярного кисню. В основі активування кисню на цитохромі P450 лежать радикальні механізми, причому роль цитохрому P450 зводиться до зв'язування й стабілізації утворюваних радикалів (OH, O2H•) і участі в реакціях відновлення кисню. Відомо багато форм (ізоферментів) цитохрому P450, які відрізняються за субстратною специфічністю. Кожна з цих форм окислює широке коло субстратів різноманітних за будовою, але, як правило, гідрофобних. Тобто в даному випадку специфічність ферменту проявляється у відношенні не до структури, а до фізико-хімічних властивостей субстрату (до гідрофобності). Цитохром P450 каталізує не тільки гідроксилювання, але й реакції інших типів: дезалкілування, дезамінування, дегалогенування, N-окислення, епоксидування, відновлення нітрогруп і т.ін.

Необхідно ще раз підкреслити, що основна роль мікросомального ланцюга полягає в гідроксилюванні, а не в окислювальному фосфорилюванні. У загальній формі ланцюг переносу електронів у мікросомах, за участю якого здійснюється гідроксилювання, наведено в главі «Фармацевтична біохімія». Внаслідок цього багатостадійного процесу один з атомів молекулярного кисню використовується для гідроксилювання субстрату, а другий атом кисню – для утворення води. Багато з моментів описаного механізму функціонування цитохрому P450 ще потребують уточнень і експериментальних доказів, що представляє значні труднощі. Існують різні ферменти, які каталізують мікросомальне окислення, але обов'язковим загальним компонентом ферментних систем є НАДФ⋅H2 і цитохром P450; усі ферментні системи потребують участі молекулярного кисню.







Дата добавления: 2015-10-12; просмотров: 664. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.016 сек.) русская версия | украинская версия