Mikrosomal oksidlanishning organizm hayotidagi rolini ortiqcha baholash yoki e'tibordan chetda qoldirish qiyin. Ksenobiotiklarning (toksik moddalar) inaktivatsiyasi, buyrak usti gormonlarining parchalanishi va shakllanishi, oqsil almashinuvida ishtirok etish va genetik ma'lumotni saqlash mikrosomal oksidlanish tufayli hal qilinadigan ma'lum muammolarning kichik bir qismidir. Bu organizmdagi avtonom jarayon boʻlib, u qoʻzgʻatuvchi modda kirgandan keyin boshlanadi va uni yoʻq qilish bilan tugaydi.
Tanrif
Mikrosomal oksidlanish - bu ksenobiotik transformatsiyaning birinchi bosqichiga kiradigan reaktsiyalar kaskadi. Jarayonning mohiyati kislorod atomlari yordamida moddalarning gidroksillanishi va suv hosil bo'lishidir. Shu sababli, asl moddaning tuzilishi o'zgaradi va uning xususiyatlarini ham bostirish, ham kuchaytirish mumkin.
Mikrosomal oksidlanish konjugatsiya reaktsiyasiga o'tish imkonini beradi. Bu ksenobiotiklar o'zgarishining ikkinchi bosqichi bo'lib, uning oxirida tanada hosil bo'lgan molekulalar allaqachon mavjud bo'lgan funktsional guruhga qo'shiladi. Ba'zida jigar hujayralarining shikastlanishiga, to'qimalarning nekroziga va onkologik degeneratsiyasiga olib keladigan oraliq moddalar hosil bo'ladi.
Oksidaza tipidagi oksidlanish
Mikrosomal oksidlanish reaktsiyalari mitoxondriyadan tashqarida sodir bo'ladi, shuning uchun ular tanaga kiradigan barcha kislorodning taxminan o'n foizini iste'mol qiladilar. Bu jarayonda asosiy fermentlar oksidazalardir. Ularning tuzilishi temir, molibden, mis va boshqalar kabi o'zgaruvchan valentli metallarning atomlarini o'z ichiga oladi, ya'ni ular elektronlarni qabul qila oladi. Hujayrada oksidazalar mitoxondriyaning tashqi membranalarida va ER (donali endoplazmatik retikulum) da joylashgan maxsus pufakchalarda (peroksizomalarda) joylashgan. Peroksisomalar ustiga tushgan substrat suv molekulasiga yopishib, peroksid hosil qiluvchi vodorod molekulalarini yo'qotadi.
Faqat beshta oksidaza mavjud:
- monoaminoksigenaza (MAO) - buyrak usti bezlarida ishlab chiqarilgan adrenalin va boshqa biogen aminlarni oksidlanishiga yordam beradi;
- diaminoksigenaza (DAO) - gistamin (yallig'lanish va allergiya vositachisi), poliaminlar va diaminlarning oksidlanishida ishtirok etadi;
- L-aminokislotalarning oksidazasi (ya'ni chap qo'l molekulalari);
- D-aminokislotalarning oksidazasi (oʻngga aylanadigan molekulalar);
- ksantin oksidaza - adenin va guaninni oksidlaydi (DNK molekulasi tarkibiga kiradigan azotli asoslar).
Oksidaza turi bo'yicha mikrosomal oksidlanishning ahamiyati ksenobiotiklarni yo'q qilish va biologik faol moddalarni faolsizlantirishdir. Bakteritsid ta'siriga ega bo'lgan peroksid hosil bo'lishi va shikastlanish joyida mexanik tozalash boshqa ta'sirlar orasida muhim o'rin egallagan yon ta'sirdir.
Oksigenaza tipidagi oksidlanish
Hujayradagi oksigenaza tipidagi reaksiyalar donador endoplazmatik retikulumda va mitoxondriyalarning tashqi qobiqlarida ham sodir bo`ladi. Buning uchun kislorod molekulasini substratdan harakatga keltiradigan va oksidlangan moddaga kiritadigan maxsus fermentlar - oksigenazlar kerak. Agar bitta kislorod atomi kiritilsa, u holda ferment monooksigenaza yoki gidroksilaza deb ataladi. Ikki atom (ya'ni kislorodning butun molekulasi) kiritilgan taqdirda ferment dioksigenaza deb ataladi.
Oksigenaza tipidagi oksidlanish reaksiyalari uch komponentli koʻp fermentli kompleksning bir qismi boʻlib, u substratdan elektronlar va protonlarni oʻtkazishda, soʻngra kislorod faollashuvida ishtirok etadi. Bu butun jarayon sitoxrom P450 ishtirokida sodir bo'ladi, bu haqda keyinroq batafsil muhokama qilinadi.
Oksigenaza tipidagi reaksiyalarga misollar
Yuqorida aytib o'tilganidek, monooksigenazlar oksidlanish uchun ikkita mavjud kislorod atomidan faqat bittasini ishlatadi. Ikkinchisida ular ikkita vodorod molekulasiga yopishib, suv hosil qiladi. Bunday reaktsiyaga misollardan biri kollagen hosil bo'lishidir. Bunda S vitamini kislorod donori vazifasini bajaradi. Prolin gidroksilaza undan kislorod molekulasini olib, uni prolinga beradi, bu esa o'z navbatida prokollagen molekulasiga kiradi. Bu jarayon biriktiruvchi to'qimalarga kuch va elastiklik beradi. Organizmda S vitamini yetishmasa, podagra rivojlanadi. Bu biriktiruvchi to'qimalarning zaifligi, qon ketishi, ko'karishlar, tishlarning yo'qolishi bilan namoyon bo'ladi, ya'ni tanadagi kollagen sifatiga aylanadi.quyida.
Yana bir misol - xolesterin molekulalarini aylantiruvchi gidroksilazalar. Bu steroid gormonlar, jumladan jinsiy gormonlar hosil bo'lish bosqichlaridan biridir.
Past spesifik gidroksilazlar
Bular ksenobiotiklar kabi begona moddalarni oksidlash uchun zarur bo'lgan gidrolazlar. Reaksiyalarning ma'nosi shundaki, bunday moddalarni ajralish uchun qulayroq, eruvchanroq qilish. Bu jarayon detoksifikatsiya deb ataladi va asosan jigarda sodir bo'ladi.
Ksenobiotiklar tarkibiga kislorodning butun molekulasi qoʻshilishi tufayli reaksiya sikli buziladi va bitta murakkab modda bir necha oddiy va qulayroq metabolik jarayonlarga parchalanadi.
Reaktiv kislorod turlari
Kislorod potentsial xavfli moddadir, chunki aslida oksidlanish yonish jarayonidir. O2 molekulasi yoki suv sifatida u barqaror va kimyoviy jihatdan inertdir, chunki uning elektr darajalari toʻla va yangi elektronlar biriktirilmaydi. Ammo kislorodda barcha elektronlar jufti bo'lmagan birikmalar yuqori reaktivdir. Shuning uchun ular faol deb ataladi.
Bunday kislorod birikmalari:
- Monoksid reaktsiyalarida P450 sitoxromidan ajratilgan superoksid hosil bo'ladi.
- Oksidaza reaksiyalarida peroksid anioni (vodorod peroksid) hosil boʻladi.
- Ishemiyaga uchragan toʻqimalarni reoksigenatsiya qilishda.
Eng kuchli oksidlovchi vosita gidroksil radikaldirsekundning milliondan bir qismi erkin holatda mavjud bo'ladi, lekin bu vaqt ichida ko'plab oksidlanish reaktsiyalari o'tishi uchun vaqt topadi. Uning o'ziga xosligi shundaki, gidroksil radikal moddalarga faqat hosil bo'lgan joyda ta'sir qiladi, chunki u to'qimalarga kira olmaydi.
Superoksidanion va vodorod peroksid
Bu moddalar nafaqat shakllanish joyida, balki ulardan ma'lum masofada ham faoldir, chunki ular hujayra membranalariga kira oladi.
Gidroksi guruhi aminokislotalar qoldiqlarining oksidlanishiga olib keladi: histidin, sistein va triptofan. Bu ferment tizimlarining inaktivatsiyasiga, shuningdek, transport oqsillarining buzilishiga olib keladi. Bundan tashqari, aminokislotalarning mikrosomal oksidlanishi nuklein azotli asoslar tuzilishining buzilishiga olib keladi va buning natijasida hujayraning genetik apparati zarar ko'radi. Hujayra membranalarining bilipid qatlamini tashkil etuvchi yog 'kislotalari ham oksidlanadi. Bu ularning o'tkazuvchanligiga, membrana elektrolit nasoslarining ishlashiga va retseptorlarning joylashishiga ta'sir qiladi.
Mikrosomal oksidlanish inhibitörleri antioksidantlardir. Ular oziq-ovqatda mavjud va tanada ishlab chiqariladi. Eng yaxshi ma'lum bo'lgan antioksidant E vitaminidir. Bu moddalar mikrosomal oksidlanishni inhibe qilishi mumkin. Biokimyo ular orasidagi o'zaro ta'sirni teskari aloqa printsipiga ko'ra tavsiflaydi. Ya'ni, oksidazalar qancha ko'p bo'lsa, ular shunchalik kuchli bostiriladi va aksincha. Bu tizimlar va ichki muhitning barqarorligi o'rtasidagi muvozanatni saqlashga yordam beradi.
Elektr transport zanjiri
Mikrosomal oksidlanish tizimi sitoplazmada eriydigan komponentlarga ega emas, shuning uchun uning barcha fermentlari endoplazmatik retikulum yuzasida to'planadi. Ushbu tizim elektrotransport zanjirini tashkil etuvchi bir nechta oqsillarni o'z ichiga oladi:
- NADP-P450 reduktaza va sitoxrom P450;
- ORTA sitoxrom B5 reduktaza va sitoxrom B5;
- steatoril-KoA desaturaza.
Aksariyat hollarda elektron donor NADP (nikotinamid adenin dinukleotid fosfat) hisoblanadi. U elektronlarni qabul qilish uchun ikkita koenzimni (FAD va FMN) o'z ichiga olgan NADP-P450 reduktaza bilan oksidlanadi. Zanjir oxirida FMN P450 bilan oksidlanadi.
Cytochrome P450
Bu mikrosomal oksidlanish fermenti, gem o'z ichiga olgan oqsil. Kislorod va substratni bog'laydi (qoida tariqasida, bu ksenobiotik). Uning nomi 450 nm to'lqin uzunligidan yorug'likning yutilishi bilan bog'liq. Biologlar buni barcha tirik organizmlarda topdilar. Hozirgi vaqtda P450 sitoxrom tizimining bir qismi bo'lgan o'n bir mingdan ortiq oqsillar tavsiflangan. Bakteriyalarda bu modda sitoplazmada eriydi va bu shakl odamlarga qaraganda evolyutsion jihatdan eng qadimgi hisoblanadi. Mamlakatimizda P450 sitoxromi endoplazmatik membranada mahkamlangan parietal oqsildir.
Ushbu guruh fermentlari steroidlar, safro va yog 'kislotalari, fenollar almashinuvida, dorivor moddalar, zaharlar yoki dorilarni neytrallashda ishtirok etadi.
Mikrosomal oksidlanish xossalari
Mikrosomal jarayonlaroksidlanishlar keng substrat o'ziga xos xususiyatiga ega va bu, o'z navbatida, turli moddalarni zararsizlantirishga imkon beradi. O'n bir ming sitoxrom P450 oqsillari bu fermentning bir yuz ellikdan ortiq izoformlariga birikishi mumkin. Ularning har birida juda ko'p miqdordagi substratlar mavjud. Bu tanani ichida hosil bo'lgan yoki tashqaridan kelgan deyarli barcha zararli moddalardan xalos bo'lishga imkon beradi. Jigarda ishlab chiqariladigan mikrosomal oksidlanish fermentlari ham mahalliy, ham ushbu organdan sezilarli masofada harakat qilishi mumkin.
Mikrosomal oksidlanish faolligini tartibga solish
Jigardagi mikrosomal oksidlanish messenjer RNK darajasida, toʻgʻrirogʻi uning vazifasi – transkripsiya darajasida tartibga solinadi. Masalan, P450 sitoxromining barcha variantlari DNK molekulasida qayd etilgan va u EPRda paydo bo'lishi uchun DNKdan messenjer RNKga ma'lumotlarning bir qismini "qayta yozish" kerak. Keyin mRNK ribosomalarga yuboriladi, u erda oqsil molekulalari hosil bo'ladi. Bu molekulalarning soni tashqaridan tartibga solinadi va faolsizlantirilishi kerak bo'lgan moddalar miqdoriga, shuningdek, zarur aminokislotalar mavjudligiga bog'liq.
Hozirgi kunga qadar organizmdagi mikrosomal oksidlanishni faollashtiradigan ikki yuz ellikdan ortiq kimyoviy birikmalar tavsiflangan. Bularga barbituratlar, aromatik uglevodlar, spirtlar, ketonlar va gormonlar kiradi. Ko'rinib turgan xilma-xillikka qaramay, bu moddalarning barchasi lipofil (yog'da eriydi) va shuning uchun P450 sitoxromiga sezgir.
