自由基和疾病ppt课件.ppt
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1、文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。机体内的抗氧化机制机体内的抗氧化机制自由基与疾病自由基与疾病生物体内几种常见的活性氧、活性氮及自由基生物体内几种常见的活性氧、活性氮及自由基自由基概述自由基概述内容概述内容概述文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。机体内的抗氧化机制机体内的抗氧化机制自由基与疾病自由基与疾病生物体内几种常见的活性氧、活性氮及自由基生物体内几种常见的活性氧、活性氮及自由基自由基概述自由基概述内容概述内容概述文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。文档仅供参考,
2、不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。自由基自由基 独立存在的含有一个或一个以上为配对电独立存在的含有一个或一个以上为配对电子的任何离子、原子、原子团或分子。子的任何离子、原子、原子团或分子。v以以一圆点表示未配对的一圆点表示未配对的电子电子 氯自由基(氯自由基(Cl),羟自由基(羟自由基(OH),甲基自由基),甲基自由基 (CH3)v无圆点表示,但其分子中存在奇数电子无圆点表示,但其分子中存在奇数电子 一氧化氮(一氧化氮(NO),氧气(,氧气(O2)v对生物自由基的研究:对生物自由基的研究
3、:活性氧,活性氮活性氧,活性氮文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。自由基的自由基的产生生v弱共价弱共价键的裂解的裂解 异裂异裂 均裂均裂v电子子转移移v影响因素影响因素 电离离辐射、光分解、射、光分解、热解、解、单电子的氧化子的氧化还原作用、空原作用、空气中具有气中具有较强氧化性的物氧化性的物质、体内某些、体内某些酶促反促反应 R+XR :X R +XR X O2+e O2文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。自由基的特点自由基的特点v活性强,极不稳定活性强,极不稳定v存在时间极短(存在时间极短(O2,ms;CH
4、3,ns)v在生物体内浓度极低,较难测定,具有顺在生物体内浓度极低,较难测定,具有顺磁性(电子自旋共振光谱法)磁性(电子自旋共振光谱法)v自由基反应包括自由基自由基反应包括自由基自由基反应、氢自由基反应、氢抽提反应、加成反应,链式反应等抽提反应、加成反应,链式反应等文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。自由基的链式反应自由基的链式反应 H +H H2 H +Cl HCL Cl +Cl Cl2 Cl +H2 HCl+H H+Cl2 HCl+Cl引发引发增殖增殖终止终止light Cl2 2 Cl 文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联
5、系网站或本人删除。损伤损伤 参与多种生命活动中的生化反应参与多种生命活动中的生化反应 机体防御机体防御 转化和分泌转化和分泌 代谢代谢 可能导致组织损伤可能导致组织损伤 (当损伤超过了组织的自我修复能力)(当损伤超过了组织的自我修复能力)放射损伤放射损伤缺血缺血再灌再灌注损伤注损伤 动脉粥样硬动脉粥样硬化化 衰老衰老生理作用生理作用 疾病疾病自由基自由基-双刃剑双刃剑9文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。机体内的抗氧化机制机体内的抗氧化机制自由基与疾病自由基与疾病生物体内几种常见的活性氧、活性氮及自由基生物体内几种常见的活性氧、活性氮及自由基自由基概述
6、自由基概述内容概述内容概述文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。生物体内几种常见的活性氧、活性氮及生物体内几种常见的活性氧、活性氮及自由基自由基v活性氧活性氧 超氧化物阴离子自由基(超氧化物阴离子自由基(O2),羟自由基羟自由基 (OH),过氧化氢(),过氧化氢(H2O2),单线态氧),单线态氧(1O2)v活性氮活性氮 一氧化氮(一氧化氮(NO),过氧亚硝基阴离子(,过氧亚硝基阴离子(ONOO )v半醌自由基半醌自由基 黄素蛋白(黄素蛋白(FP),),辅酶辅酶Q(CoQ)文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。生物体
7、内几种常见的活性氧、活性氮及生物体内几种常见的活性氧、活性氮及自由基自由基v活性氧活性氧 超氧化物阴离子自由基(超氧化物阴离子自由基(O2),羟自由基羟自由基 (OH),过氧化氢(),过氧化氢(H2O2),单线态氧),单线态氧(1O2)v活性氮活性氮 一氧化氮(一氧化氮(NO),过氧亚硝基阴离子(,过氧亚硝基阴离子(ONOO )v半醌自由基半醌自由基 黄素蛋白(黄素蛋白(FP),),辅酶辅酶Q(CoQ)文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模
8、仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。Native O2 O21SgO21DgO2 Peroxide ion(H2O2)O2=reactive oxygen species(ROS)oxyradical(Singlet oxygen)excited stateground stateSuperoxide anion redicals15文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。O2H2O2OH 4CytC2+ee+2H+e+H+e+H+O2H2OH2O4CytC3+12%H2O2O2OH4e+4H+24Cyt线粒体内的细胞色素酶氧化系统(线粒体内的细胞色素
9、酶氧化系统(活性氧活性氧)生理生理情况下,约有情况下,约有1%-2%1%-2%的分子氧在线粒体的分子氧在线粒体呼吸链呼吸链细胞细胞色素氧化酶递氢过程中,接受一个电子(色素氧化酶递氢过程中,接受一个电子(单电子还原单电子还原)生成超氧阴离子自由基(生成超氧阴离子自由基(O O2 2-)氧分子通过单电子还原反应生成水:氧分子通过单电子还原反应生成水:产生产生 O O2 2和其他活性氧自由基的基本反应和其他活性氧自由基的基本反应16文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。线粒体内的细胞色素酶氧化系统(线粒体内的细胞色素酶氧化系统(活性氧活性氧)vO2-是其他活性
10、氧或氧自由基产生的基础是其他活性氧或氧自由基产生的基础vFe2+Cu2+,O2-与与H2O2反应反应 OH,Fenton反反应应 vOH 是最活跃最强力的氧自由基是最活跃最强力的氧自由基文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。活性氧活性氧超氧化物阴离子自由基(超氧化物阴离子自由基(O2)产生产生O2的几种途径的几种途径v微粒体微粒体 细胞色素细胞色素P 450(营养物、药物、毒素(营养物、药物、毒素的代谢)的代谢),O2的主要来源的主要来源v线粒体线粒体 电子传递链泄露的电子电子传递链泄露的电子v巨噬细胞巨噬细胞 呼吸爆发(氧化爆发)呼吸爆发(氧化爆发)v
11、黄嘌呤氧化酶(黄嘌呤氧化酶(XO)Hypoxanthin(次黄嘌呤次黄嘌呤)XO Xanthin+H2O2+O2 (叶黄素叶黄素)XO Uric acid+H2O2+O2 (尿酸尿酸)文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。活性氧活性氧过氧化氢(过氧化氢(H2O2)H2O2本身本身并不是自由基并不是自由基,但是含有弱共价,但是含有弱共价键键O O,它能产生最活跃最强力的氧自它能产生最活跃最强力的氧自由基由基OH 产生产生H2O2的两种主要途径的两种主要途径v通过超氧化物歧化酶催化的歧化反应通过超氧化物歧化酶催化的歧化反应 O2.+O2.+2H+-H2O2+
12、O2v酶促反应酶促反应 单胺氧化酶(单胺氧化酶(MAO)(儿茶酚胺的分解代谢)(儿茶酚胺的分解代谢)黄嘌呤氧化酶(黄嘌呤氧化酶(XO)尿酸氧化酶(尿酸氧化酶(UAO)SOD文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。活性氧活性氧羟自由基(羟自由基(OH )OH 是最活跃最强力的氧自由基,它由是最活跃最强力的氧自由基,它由 O2 和和 H2O2两者的反应产生两者的反应产生 O2+H2O2-O2+OH+OHHaber-WeissreactionO2Fe3+OH+OHFentontype(ironioncatalyzed)O2Fe2+H2O2Haber-Weissr
13、eaction 反应中铁离子起的是传递电子的作用反应中铁离子起的是传递电子的作用文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。活性氧活性氧单线态氧(单线态氧(1O2)1O2指的是氧分子处于一种激活状态,其一个指的是氧分子处于一种激活状态,其一个电子被激发而改变自旋方向,电子自旋性为电子被激发而改变自旋方向,电子自旋性为一一 1O2 是活性氧家族的一员是活性氧家族的一员 能引发脂质过氧化作用能引发脂质过氧化作用 能引发其它自由基反应的产生能引发其它自由基反应的产生通常说的单线态氧就是通常说的单线态氧就是1gO21D DgO2 1S SgO21gO2:10-6s10
14、-5s 1gO2:10-9s 1gO21gO2文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。活性氧活性氧单线态氧(单线态氧(1O2)v自由基反应自由基反应v白细胞呼吸爆发白细胞呼吸爆发v光敏作用光敏作用 光敏剂:维生素光敏剂:维生素B2(Vit B2),黄素蛋白黄素蛋白(FMN、FAD),胆红素,胆红素 通过光照作用,光敏剂可以处在激活状态并将通过光照作用,光敏剂可以处在激活状态并将能量转移给能量转移给O2形成形成1O2产生产生1O2的几种途径的几种途径O2 +OH 1O2+OH OCl+H2O21O2+Cl+H2O 文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如
15、有不当之处,请联系网站或本人删除。生物体内几种常见的活性氧、活性氮及生物体内几种常见的活性氧、活性氮及自由基自由基v活性氧活性氧 超氧化物阴离子自由基(超氧化物阴离子自由基(O2),羟自由基羟自由基 (OH),过氧化氢(),过氧化氢(H2O2),单线态氧),单线态氧(1O2)v活性氮活性氮 一氧化氮(一氧化氮(NO),过氧亚硝基阴离子(,过氧亚硝基阴离子(ONOO )v半醌自由基半醌自由基 黄素蛋白(黄素蛋白(FP),),辅酶辅酶Q(CoQ)文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。活性氮活性氮一氧化氮(一氧化氮(NO)产生产生NO的几种途径(的几种途径(N
16、O合酶(合酶(NOS)v内皮型内皮型NOS(内生型,(内生型,Ca2+/钙调蛋白依赖型,钙调蛋白依赖型,产生产生NO量少)量少)NO:分子量小,比较容易通过细胞膜,含有未配对的电子:分子量小,比较容易通过细胞膜,含有未配对的电子文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。活性氮活性氮一氧化氮(一氧化氮(NO)产生产生NO的几种途径(的几种途径(NO合酶(合酶(NOS)v神经元型神经元型NOS(内生型,(内生型,Ca2+/钙调蛋白依赖型,钙调蛋白依赖型,产生产生NO量少)量少)v诱生型诱生型NOS(诱生型(炎症),非(诱生型(炎症),非Ca2+依赖型,依赖型,可
17、产生大量可产生大量NO)文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。活性氮活性氮一氧化氮(一氧化氮(NO)NO的作用的作用文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。活性氮活性氮过氧亚硝基阴离子(过氧亚硝基阴离子(ONOO )v产生产生ONOO 的途径(由的途径(由 NO 和和 O2.合成生成合成生成)vONOO 并不是自由基,但是具有强氧化性。并不是自由基,但是具有强氧化性。在酸性环境下,在酸性环境下,ONOO 会倾向于自动降解。会倾向于自动降解。
18、NO+O2 ONOO ONOONO2+OH+H+H2O(N O2 和和 OH 都是非常活跃的自由基都是非常活跃的自由基)文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。生物体内几种常见的活性氧、活性氮及生物体内几种常见的活性氧、活性氮及自由基自由基v活性氧活性氧 超氧化物阴离子自由基(超氧化物阴离子自由基(O2),羟自由基羟自由基 (OH),过氧化氢(),过氧化氢(H2O2),单线态氧),单线态氧(1O2)v活性氮活性氮 一氧化氮(一氧化氮(NO),过氧亚硝基阴离子(,过氧亚硝基阴离子(ONOO )v半醌自由基半醌自由基 黄素蛋白(黄素蛋白(FP),),辅酶辅酶Q
19、(CoQ)文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。半醌自由基半醌自由基黄素蛋白(黄素蛋白(FP)及)及 辅酶辅酶Q(CoQ)v黄素蛋白(黄素蛋白(FP)黄素腺嘌呤二核苷酸黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD and FADH)黄素单核苷酸黄素单核苷酸(FMN and FMNH)v辅酶辅酶Q(CoQ)二羟苯酮的衍生物(二羟苯酮的衍生物(p-dioxybenzene),也),也叫泛醌叫泛醌半醌自由基在维持线粒体正常生理功能中有重要的半醌自由基在维持线粒体正常生理功能中有重要的 作用,将线粒体内的供氢体与细胞色素联系起来作用,将线粒体内的供氢体与细胞色素联系起来文档仅供参
20、考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。自由基的生理功能自由基的生理功能v调节蛋白活性调节蛋白活性v作为信号分子作为信号分子v参与机体的免疫反应参与机体的免疫反应 文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。自由基的生理功能自由基的生理功能v调节蛋白活性调节蛋白活性v作为信号分子作为信号分子v参与机体的免疫反应参与机体的免疫反应 文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。自由基的生理功能自由基的生理功能调节蛋白活性调节蛋白活性 某些多聚体蛋白的多个某些多聚体蛋白的多个亚基含有基含有巯基基基基团,自
21、,自由基可以通由基可以通过氧化不同氧化不同亚基的基的巯基基基基团使其形使其形成二硫成二硫键,从而影响蛋白的,从而影响蛋白的结构和功能。构和功能。oxydationreductionSHSHSS(氧化(氧化剂(自由基)(自由基)(还原原剂)文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。SS “SH”和“SS”之间的平衡通过氧化还原作用来调控(氧化作用/还原作用),其 中GSH/GSSH是主要的调 节因 子(谷 光 氨肽的还原 形 式 和 氧 化 形 式)H2O2+O2 GSH peroxidase 2H2O 2GSH GSSG NADP+NADPH GSH red
22、uctase SS SH SH当H2O2 浓度增加时,或者NADPH 含量下降时,GSSH含量会随之升高,使蛋白活性中心的“SH”转变成为“SS”。34文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。通过相类似的方式 NAD+/NADH NADP+/NADPH (辅酶 I)(辅酶 II)活性氧能够调节蛋白质的活性,如NF-kB,Activator protein(AP-1,AP-2)Protein kinase C(PKC)Ca2+-ATPase Collagenase Tyrosine kinases and so on35文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模
23、仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。NAD(P)H oxidaseK+outflow (depolarization)K+channel (modification)O2,H2O2 (produced)Exitation通过氧化还原作用调节蛋白质活性ReceptivitytooxygentensionPO2PO2sensorNerval impulseNerval impulsewhile Na+、Ca+inflow remained36文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。通过氧化还原作用调节蛋白质活性PKG and VasoRelaxationI
24、RAG:IP3 receptor I-associated proteinNORelaxationsGCcGMPSmooth Muscle CellPKGCa2+IP3RCa2+MLC-p MLCMLCPMLCKROKRhoA-GTPK+Ca2+BKIRAGNTGNOEndoplasmic Reticulum37文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。通过氧化还原作用调节蛋白质活性G6PD:glucose-6-phosphate dehydrogenase文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。自由基的生理功能自由基的
25、生理功能v调节蛋白活性调节蛋白活性v作为信号分子作为信号分子v参与机体的免疫反应参与机体的免疫反应 文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。1)调节基因基因转录 Activation of transcription factor AP-1 Regulation of transcription factor KappaB(NF-kB)2)作作为内皮依内皮依赖性的血管舒性的血管舒张因子因子3)作作为神神经递质分子分子40文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。1)调节基因基因转录Activationoftranscri
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