Физиологические эффекты активных форм кислорода

1.

Физиологические эффекты
активных форм кислорода.

2.

Основные механизмы образования АФК.
+4e + H+
е
е 2 Н
е
е 2 Н
О2 О2
Н 2О2 НО
2Н 2О
НАДФН 2О2 НАД 2О2
2О2 2Н
Н 2О2
СОД

3.

2
3
Н 2О2 Fe HO HO Fe
Реакция Фентона
H 2O2 Cl
Н 2О ClO
МИЕЛОПЕРОКСИДАЗА
2
3
ClO Fe H Fe Cl HO
N O O2 H O N O OH
O N O OH O N O OH

4.

NAD(P)H-оксидазы - главные физиологические
продуценты АФК в клетках сосудов.
NAD(P)H-оксидаза - 4 субъединицы:
• цитохром b558: gp91phox и p22phox
• 2 цитозольных компонента:
р47phox и p67phox.
G-белок rac-семейства участвует в
сборке активного комплекса.
Точно неизвестно, какие субъединицы
функционально активны для производства
АФК в разных типах клеток.

5.

Уровень АФК строго контролируется:
O2
Н 2О2 Н 2О
СОД
КАТАЛАЗА
АФК - внутриклет. «реостат», модулирующий
активность биохимических реакций.

6.

АФК как сигнальные молекулы в ГМК
ANGII
5-HT
GPCR
5-HT
TRP
NAD(P)H-
оксидаза
(ANGII)
Н2О2/O2
p38MAPK
Гипертрофия
5-HT
ERK-1/2MAPK
Пролиферация

7.

NIH3T3-клетки (immortalized fibroblasts)
PDGF
EGF
RTK
p21Ras
Raс
активация мембран-связанного оксидазного
комплекса (?гомолога gp91phox)
Н2О2/O2
Ингибирование белковой тирозин-фосфатазы
Пролиферация

8.

Первичные легочные фибробласты.
TGF-β1
RS/TK
О2
Н2О2
NADH-оксидаза
Src-киназы
Регуляция актинового цитоскелета
Миофибробластическая дифференцировка

9.

Оксидативная модификация белков как
возможный механизм АФК-опосредованной
передачи сигналов в клетке.
ОМ белков путем окисления Cys-остатков
P. active
O2 (H2O2) P. inactive
SH
SOH
GSH
тиотрансфераза
P. reversible
SSG

10.

Образование внутримолекулярных
дисульфидных мостиков
Р
SH H2O2
SH
Р
S
S
Изменение активности путем
конформационных изменений
в структуре белка

11.

Димеризация белков межмолекулярными
дисульфидными мостиками:
прямая:
PK
SH
SH
+
PK
SH H O
2 2
SH
неактивные мономеры
PK
S
S
S
S
активный димер
обратная:
PK
RP
SH
H2O2
SH
неактивный комплекс
PK
+
активная РК
RP
S
S
PK

12.

Образование дитирозиновых связей:
Р
YYY
+
Р
H2O2/
пероксидаза
YYY
Р
Y2 Y2 Y2
Р
Металл-катализируемое окисление
Fe- или Cu- MFO оксидативная
содержащий (ROS)
модификация
Р
Fe- или Cuсодержащий
Р

13.

Методы изучения АФК
Люцигенин - хемилюминесцентный субстрат
для определения О2 в клетке.
Luc
2
LucH диоксетан.произв h
O2

14.

DCFH-DA
DCFH - 2’,7’-дихлорфлуоресцин нефлуоресцирующий
DCF - 2’,7’-дихлорфлуоресцеин флуоресцирующий
DCFH DA ЭСТЕРАЗЫ
DCFH ОКИСЛ
. DCF

15.

Флуориметрический метод, основанный на
способности гем-пероксидаз катализировать
Н2О2-зависимую димеризацию замещенных
фенольных элементов.
Высокая специфичность и чувствительность
к Н2О2.
Наиболее часто используется пероксидаза хрена.

16.

Электрон-спиновая резонансная спектроскопия единственный аналитический метод.
Метод спиновых ловушек - нитроны или
нитрозосоединения.

17.

РЕЗЮМЕ:
• АФК не только вредные побочные
продукты клеточного метаболизма,
но и важные регуляторы
жизнедеятельности клетки.
• Уровень АФК строго контролируется
• Передача сигналов в клетке с помощью
АФК осуществляется путем оксидативной
модификаций с клеточными компонентами,
такими как киназы, белки или ДНК.