Физиологические эффекты активных форм кислорода.
Основные механизмы образования АФК. +4 e + H+
Реакция Фентона
NAD(P)H-оксидазы - главные физиологические продуценты АФК в клетках сосудов. NAD(P)H-оксидаза - 4 субъединицы: • цитохром b 558: gp 91 phox и p 22 phox • 2 цитозольных компонента: р47 phox и p 67 phox. G-белок rac-семейства участвует в сборке активного комплекса. Точно неизвестно, какие субъединицы функционально активны для производства АФК в разных типах клеток.
Уровень АФК строго контролируется: АФК - внутриклет. «реостат» , модулирующий активность биохимических реакций.
АФК как сигнальные молекулы в ГМК ANGII 5 -HT GPCR 5 -HT TRP NAD(P)H- оксидаза (ANGII) Н 2 О 2/O 2 p 38 MAPK Гипертрофия 5 -HT ERK-1/2 MAPK Пролиферация
NIH 3 T 3 -клетки (immortalized fibroblasts) PDGF EGF RTK p 21 Ras Raс активация мембран-связанного оксидазного комплекса (? гомолога gp 91 phox) Н 2 О 2/O 2 Ингибирование белковой тирозин-фосфатазы Пролиферация
Первичные легочные фибробласты. RS/TK TGF-β 1 О 2 NADH-оксидаза Н 2 О 2 Src-киназы Регуляция актинового цитоскелета Миофибробластическая дифференцировка
Оксидативная модификация белков как возможный механизм АФК-опосредованной передачи сигналов в клетке. ОМ белков путем окисления Cys-остатков P. active SH O 2 (H 2 O 2) P. inactive SOH GSH тиотрансфераза P. reversible SSG
Образование внутримолекулярных дисульфидных мостиков Р SH H 2 O 2 SH S Р S Изменение активности путем конформационных изменений в структуре белка
Димеризация белков межмолекулярными дисульфидными мостиками: прямая: PK SH SH + PK SH H 2 O 2 SH неактивные мономеры PK S S активный димер обратная: PK RP SH H 2 O 2 SH неактивный комплекс PK + активная РК RP S S PK
Образование дитирозиновых связей: Р YYY + Р H 2 O 2/ пероксидаза YYY Р Y 2 Y 2 Р Металл-катализируемое окисление Fe- или Cu- MFO оксидативная содержащий (ROS) модификация Р Fe- или Cuсодержащий Р
Методы изучения АФК Люцигенин - хемилюминесцентный субстрат для определения О 2 в клетке.
DCFH-DA DCFH - 2’, 7’-дихлорфлуоресцин нефлуоресцирующий DCF - 2’, 7’-дихлорфлуоресцеин флуоресцирующий
Флуориметрический метод, основанный на способности гем-пероксидаз катализировать Н 2 О 2 -зависимую димеризацию замещенных фенольных элементов. Высокая специфичность и чувствительность к Н 2 О 2. Наиболее часто используется пероксидаза хрена.
Электрон-спиновая резонансная спектроскопия единственный аналитический метод. Метод спиновых ловушек - нитроны или нитрозосоединения.
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.