Монооксигеназы, их действие при микросомальном окислении

В организме возможен и ОКСИГЕНАЗНЫЙ путь биологического окисления. Он не снабжает клетку энергией. Ферменты этого пути включают кислород и субстрат.

Стадии ОКСИГЕНАЗНОГО ПУТИ:

1.Связывание кислорода с активным центром фермента.

2.Восстановление кислорода и перенос его на субстрат.

Выделяют 2 типа ОКСИГЕНАЗ:

1.ДИОКСИГЕНАЗЫ - ферменты, включающие в субстрат молекулу кислорода. А + О2 = АО2

В живых тканях этот процесс практически не встречается.

2.МОНООКСИГЕНАЗЫ - они катализируют включение в субстрат 1 атома кислорода, др. атом кислорода восстанавливается до воды. Для реакций катализируемых МОНООКСИГЕНАЗАМИ необходим КОСУБСТРАТ - донор электронов.

А-Н + О2 + ZH2 ® А-ОН + Z + Н2О, где А-Н – субстрат, ZH2 – КОСУБСТРАТ, А-ОН - окисленный субстрат.

В организме есть несколько видов МОНООКСИГЕНАЗ и прежде всего МИКРОСОМАЛЬНЫЕ МОНООКСИГЕНАЗЫ, содержащие ЦИТОХРОМ Р-450.Т.к. образуется -ОН группа, то это реакции ГИДРОКСИЛИРОВАНИЯ. МИКРОСОМАЛЬНАЯ система участвует в деградации многих умеренно токсических соединений, лекарственных веществ. Восстановленным КОСУБСТРАТОМ в этих реакциях является НАДФ*Н2. Этот путь окисления иногда называют ГИДРОКСИЛАЗНЫМ ЦИКЛОМ.

Оксидазы и оксигеназы, их роль в процессах свободного окисления.

Ферменты, участвующие в окислительно-восстановительных реакциях с использованием кислорода, делятся на 2 группы: оксидазы и оксигеназы.

Оксидазы используют молекулярный кислород только в качестве акцептора электронов, восстанавливая его до Н2О или Н2О2. Оксидазы образуют пероксид водорода по схеме:

О2 + SH2 → S + Н2О2,

где SH2 - окисляемый субстрат.

Оксигеназы включают один (монооксигеназы, например, цитохром Р450) или два (диоксигеназы) атома кислорода в образующийся продукт реакции.

Свободнорадикальное окисление (одноэлектронное окисление). Биологические способы защиты от него в клетках.

В результате одноэлектронного окисления образуются свободные радикалы. Свободными радикалами называются атомы (молекулы), имеющие на внешней оболочке неспаренные электроны, что обуславливает их внутреннюю неустойчивость и постоянное стремление ликвидировать электронную неспаренность за счет взаимодействия с электронами других веществ.

Источники свободных радикалов:

Непосредственное выбивание у молекулы одного электрона из пары (ультрафиолет, рентгеновское облучение)

Взаимодействие кислорода с металлами переменной валентности

Ферментативная генерация: НАДФН-оксидаза, NO-синтаза

Основные представители:

O2•– супероксидный радикал

OH• гидроксильный радикал

-С • карбонильный радикал

NO• оксид азота

Биоантиоксиданты. Получается, что роль антиоксидантных систем организма заключается не в том, чтобы полностью подавить свободнорадикальное окисление, а в том, чтобы не допустить его чрезмерного развития.

Цитохром Р450, его биологическая роль.

Субстратами цитохрома Р450 могут быть многие гидрофобные вещества как экзогенного (лекарственные препараты, ксенобиотики), так и эндогенного (стероиды, жирные кислоты и др.) происхождения.В процессе микросомальногоокисления с участием цитохрома Р450 происходит гидроксилирование гидрофобных субстратов, в результате чего увеличивается их растворимость и выведение из организма через почки.