Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Свободные радикалы и болезни человека
Содержание
- 1. Свободные радикалы и болезни человека
- 2. Антиоксиданты, и способы их изучения
- 3. Антиоксиданты - соединения, тормозящие процессы оксидативного стрессаОксидативный
- 4. O-O HO-O• HO-OH HO•
- 5. О2Доноры электронов (восстановители, митохондрии)е-ОО-ОО-СупероксиддисмутазаНООНКаталазаFe3+Fe2+Хелаторы металловИнициацияПОЛАнтиоксиданты могут предотвращать
- 6. Антиоксидантные ферментыСупероксид дисмутаза
- 7. O-O HO-O• HO-OH HO•
- 8. Метаболизм супероксида в биологических системах HO2•СОДO2+H2O2GSHGSSGГлутатион-редуктазаНАДФНАДФНГлюкозо-6-фосфат-дегидрогеназа
- 9. СупероксиддисмутазаСупероксиддисмутаза (СОД) - единственный известный в настоящее
- 10. Дисмутация HО2• супероксиддисмутазойРеакция, катализируемая СОД, состоит из
- 11. Дисмутация HО2• супероксиддисмутазойСu2+Zn2+Zn2+Сu2+HO2*H2O2Реакция, катализируемая СОД, состоит из
- 12. Измерение активности СОДГенерацию радикалов осуществляют:-физически (например, радиолиз,
- 13. Антиоксидантные ферментыКаталаза и Пероксидазы
- 14. O-O HO-O• HO-OH HO•
- 15. Дезактивация перекиси водорода Перекись водорода (Н2О2) -
- 16. Как работают каталаза и пероксидаза?Стадии ферментативного цикла
- 17. Каталаза представляет собой гемовый фермент, состоящий из
- 18. ПероксидазыПероксидазы также являются ферментами, разрушающими Н2О2 нерадикальным
- 19. Перехватчики радикаловАнтиоксиданты, и способы их изучения
- 20. O-O HO-O• HO-OH HO•
- 21. Перехватчики радикаловВ качестве системы защиты организма от
- 22. Принцип действия перехватчиков радикаловАнтиоксидантные свойства обычно определяются
- 23. R-N=N-R 2R• + N2 2ROO•
- 24. Определение общей антиоксидантной активностиR-N=N-R 2R• +
- 25. Строение молекулы аскорбиновой кислоты(AscH2)
- 26. AscH2 – двухосновная кислотаПри pH 7.4, 99.95%
- 27. Аскорбиновая кислотаОтрыв одного электрона от аскорбиновой кислоты
- 28. Различные формы аскорбата
- 29. Продукты превращения аскорбата
- 30. AscH- - это антиоксидант-восстановительAscH- при взаимодействии с
- 31. Сигнал ЭПР Asc- Радикал аскорбата представляет собой
- 32. Сигнал ЭПР Asc- высокого разрешения aH4 (1)
- 33. Константы скорости взаимодействия аскорбата с некоторыми радикаламиПриведенные
- 34. Asc- - маркер окислительного стресса[Asc-] – пропорциональна степени окисления аскорбата
- 35. Asc- - индикатор присутствия ионов переходных металловВ
- 36. Аскорбиновая кислотаЗдесь представлено изменение кинетики хемилюминесценции, сопровождающей
- 37. Скачать презентанцию
Антиоксиданты, и способы их изучения
Слайды и текст этой презентации
Слайд 1Свободные радикалы и болезни человека
Ю.А. Владимиров, А.Н. Осипов
2018
Биофизические основы патологии
клетки
Слайд 3Антиоксиданты - соединения, тормозящие процессы оксидативного стресса
Оксидативный стресс - процесс,
повреждения биологических структур, протекающий с участием свободных радикалов и/или активных
форм кислорода
Слайд 4O-O HO-O• HO-OH HO• H2O
(RO-O•) (RO-OH) (RO•)
Процесс
последовательного одноэлектронного восстановления молекулы кислорода:Антиоксидантные ферменты
Хелаторы металлов
Перехватчики
радикалов
+е
+е
+е
+е
Слайд 5О2
Доноры электронов (восстановители, митохондрии)
е-
ОО-
ОО-
Супероксиддисмутаза
НООН
Каталаза
Fe3+
Fe2+
Хелаторы металлов
Инициация
ПОЛ
Антиоксиданты могут предотвращать окисление, реагируя с
водорастворимыми радикалами или их предшественниками. Такие антиоксиданты называются - антиоксидантами
водной фазы (АВФ). Супероксиддисмутаза, каталаза и хелаторы ионов железа, а также карнозин относятся к классу АВФ.Антиоксидантная система водной фазы
Слайд 7O-O HO-O• HO-OH HO• H2O
(RO-O•) (RO-OH) (RO•)
Процесс
последовательного одноэлектронного восстановления молекулы кислорода:СОД
+е
+е
+е
+е
Слайд 8Метаболизм супероксида в биологических системах
HO2•
СОД
O2
+
H2O2
GSH
GSSG
Глутатион-редуктаза
НАДФ
НАДФН
Глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназа
Слайд 9Супероксиддисмутаза
Супероксиддисмутаза (СОД) - единственный известный в настоящее время фермент, субстратом
которого являются свободные радикалы.
Супероксиддисмутаза катализирует следующую реакцию:
2HO2• O2
+ H2O2Фермент, обнаруженный МакКордом и Фридовичем, имеет молекулярную массу 32 кД и состоит из двух субъединиц, каждая из которых содержит по одному атому Сu и одному атому Zn:
Слайд 10Дисмутация HО2• супероксиддисмутазой
Реакция, катализируемая СОД, состоит из двух стадий и
заключается в переносе электрона с одного супероксидного радикала на другой.
Промежуточным акцептором этого электрона служит атом меди, входящий в активный центр СОД:1.
СОД-Сu2+
+
HO2•
СОД-Сu+
+
O2
2.
СОД-Сu+
+
СОД-Сu2+
+
Н2О2
Zn2+ не участвует в каталитическом цикле, хотя и входит в активный центр. Ионы металлов защищают молекулу СОД от воздействий различных протеаз.
HO2•
Слайд 11Дисмутация HО2• супероксиддисмутазой
Сu2+
Zn2+
Zn2+
Сu2+
HO2*
H2O2
Реакция, катализируемая СОД, состоит из двух стадий и
заключается в переносе электрона с одного супероксидного радикала на другой.
Промежуточным акцептором этого электрона служит атом меди, входящий в активный центр СОД.Сu+
O2
HO2*
Слайд 12Измерение активности СОД
Генерацию радикалов осуществляют:
-физически (например, радиолиз, электролиз);
-химически (например, распад
пероксида и автоокисление);
-биохимически (например, энзиматически с помощью КсО).
Индикацию
О2*- можно проводить непосредственно, измеряя его поглощение, либо опосредованно, с помощью измерения изменения свойств вспомогательного вещества или образования нового продукта.Здесь представлен метод фотохемилюминесценции:
интенсивность люминесценции рибофлавина падает при добавлении СОД. Количество фермента приводящее к 50% падению сигнала принимается за единицу его активности
контроль(без СОД)
в присутствии СОД
Слайд 14O-O HO-O• HO-OH HO• H2O
(RO-O•) (RO-OH) (RO•)
Процесс
последовательного одноэлектронного восстановления молекулы кислорода:СОД
Каталаза
Пероксидазы
+е
+е
+е
+е
Слайд 15Дезактивация перекиси водорода
Перекись водорода (Н2О2) - основной источник самых
токсичных радикалов в живых системах - НО радикалов.
Следовательно, снижение уровня
Н2О2 приведет к снижениюконцентрации НО радикалов.
Удаление Н2О2 осуществляют два класса ферментов:
Каталаза:
2Н2О2
каталаза
2Н2О
+
О2
Пероксидазы:
Н2О2
+
АН2
пероксидаза
2Н2О
+
А
Слайд 16Как работают каталаза и пероксидаза?
Стадии ферментативного цикла каталазы:
Стадии ферментативного цикла
пероксидазы:
1.
Cat-Fe3+
+
H2O2
Cat-Fe5+(соединение 1)
+
2H2O
2.
+
+
О2
Cat-Fe5+(соединение 1)
H2O2
Cat-Fe3+
1.
Per-Fe3+
+
H2O2
Per-Fe5+(соединение 1)
+
2H2O
2.
+
+
A
Per-Fe5+(соединение 1)
AH2
Per-Fe3+
Слайд 17Каталаза представляет собой гемовый фермент, состоящий из четырех субъединиц с
общей молекулярной массой около 240 кД.
В основе действия каталазы лежит
вышеприведенная реакция, протекающая в две стадии:Каталаза
Слайд 18Пероксидазы
Пероксидазы также являются ферментами, разрушающими
Н2О2 нерадикальным путем и образующими
Н2О; при этом
окислению подвергается не вторая молекула Н2О2, как в
случаекаталазы, а другие субстраты (АН2).
Рассмотрим реакцию с участием глутатион-пероксидазы:
Глутатион-пероксидаза
Слайд 20O-O HO-O• HO-OH HO• H2O
(RO-O•) (RO-OH) (RO•)
Процесс
последовательного одноэлектронного восстановления молекулы кислорода:СОД
Каталаза
Пероксидаза
Перехватчики
радикалов
+е
+е
+е
+е
Слайд 21Перехватчики радикалов
В качестве системы защиты организма от повреждающего действия радикалов
кислорода могут выступать низкомолекулярные вещества, имеющие высокую константу скорости взаимодействия
с этими радикалами:Аскорбиновая кислота (витамин С)
a –токоферол (витамин Е)
Сульфгидрильные соединения (глутатион, цистеин)
Мочевая кислота
Одно- и многоатомные спирты (этанол, рибоза, глюкоза)
Слайд 22Принцип действия перехватчиков радикалов
Антиоксидантные свойства обычно определяются как способность каких-либо
соединений защищать от разрушающего действия свободных радикалов
R• +
белки
липиды
Нукл.
кислотыуглеводы
продукты
деградации
+ антиоксидант продукты деградации
антиоксиданта
Слайд 23R-N=N-R 2R• + N2 2ROO•
hn
+O2
+Люминол
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
0
5
10
15
20
25
Время, мин
Интенсивность ХЛ, он. ед.
контроль
GSH 0,0002 мМ
GSH
0,0005 мМGSH 0,00075 мМ
GSH 0,0015 мМ
0
5
10
15
20
0
0.0005
0.001
0.0015
0.002
Концентрация GSH, мМ
Лаг период, мин
Определение общей антиоксидантной активности (метод хемилюминесценции)
+ исследуемое
вещество
или тролокс
Слайд 24Определение общей антиоксидантной активности
R-N=N-R 2R• + N2 2ROO•
SA
+O2
+ST
0
2
4
6
8
10
12
14
0
10
20
Время, мин
Интенсивность сигнала, отн. ед.
Контроль
Тролокс 1 mM
Иссл. в-во
Тролокс 2
mM+ исследуемое
вещество
или тролокс
Конц. Тролокса (mM)
0
1
2
исследуемое в-во
Слайд 26AscH2 – двухосновная кислота
При pH 7.4, 99.95% витамина C присутствует
в виде AscH-; 0.05% как AscH2 и 0.004% как Asc2-.
Т.о., в реакциях витамина С в организме принимает участие преимущественно AscH- .
Слайд 27Аскорбиновая кислота
Отрыв одного электрона от аскорбиновой кислоты приводит к
образованию семидегидроаскорбата,
е
е
е
е
е
е
е
который в результате
дальнейшего окисления переходит в дегидроаскорбат.
е
е
е
е
е
е
е
Защитный эффект аскорбата
основан на том,что образующиеся в результате его окисления
промежуточные радикалы и молекулы менее
активны, чем НО радикалы.
Слайд 30AscH- - это антиоксидант-восстановитель
AscH- при взаимодействии с радикалом отдает атом
водорода (H или H+ + e-) и дает трикарбонил аскорбатный
радикал. AscH имеет pKa -0.86; т.е. В клетке радикал присутствует в виде Asc-.
Слайд 31Сигнал ЭПР Asc-
Радикал аскорбата представляет собой дублетную линию. Интенсивность
сигнала ЭПР Asc- может быть использована для оценки величины окислительного
стресса in vitro и in vivo.
Слайд 32Сигнал ЭПР Asc- высокого разрешения
aH4 (1) = 1.76 Гс;
aH5 (1) = 0.07 Гс; aH6 (2) = 0.19 Гс
Слайд 33Константы скорости взаимодействия аскорбата с некоторыми радикалами
Приведенные константы скорости соответствуют
реакции:
AscH + R Asc + RH
![Asc- - маркер окислительного стресса[Asc-] – пропорциональна степени окисления аскорбата](/img/tmb/4/332588/ac815b4f0b7b8e7959ef780212876dff-800x.jpg "Свободные радикалы и болезни человека Asc- - маркер окислительного стресса[Asc-] – пропорциональна степени окисления аскорбата")
Слайд 35Asc- - индикатор присутствия ионов переходных металлов
В отсутствие ионов Fe3+
окисление аскорбата происходит очень медленно. Приведенный график показывает зависимость [Asc-]
от различных концентраций [Fe3+] в присутствии двух хелаторов – ЭДТА и Десферала. Поскольку железо в комплексе с ЭДТА доступно для восстановителей, этот комплекс может легко окислять AscH. Напротив, в комплексе с Десфералом железо не может взаимодействовать с восстановителями, поэтому комплекс Fe-Десферал не окисляет AscH.
Слайд 36Аскорбиновая кислота
Здесь представлено изменение кинетики хемилюминесценции, сопровождающей перекисное окисление липосом
в присутствии аскорбиновой кислоты.
Аскорбат увеличивает латентный период хемилюминесценции
в результате
регенерации двухвалентного железа, окисляющегося в ходе процесса липидной пероксидации.0 мкМ
5 мкМ
10 мкМ
