Некоторые закономерности процессов пероксидного повреждения полипептидной цепи белков различного типа

• Автор: Лукогорская, Светлана Александровна
• Шифр специальности: 02.00.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 258 с. : ил

1. Литературный обзор

1.1. Цепные процессы в органической химии и биологии

1.1.1. Общие теоретические представления о цепных процессах и основные типы их механизмов
1.1.2. Некоторые аспекты теории цепных процессов в применении к биологическим системам.

1.2. Активные форм кислорода и их роль в процессах жизнедеятельности.

1.2.1. Генерация и реакционная способность

активных форм кислорода

,

1.2.2. Важнейшие реакции активных форгМг кислорода

с биообъектамиV

1.2.3. Белки как объекты пероксидации.
1.2.4. Судьба активных форм кислорода в тканях
1.3. Пероксидные процессы при различных патологических состояниях
1.4. Краткая характеристика объектов
исследования
1.4.1. Ацетилхолинэстераза
1.4.2. Гемоглобин.
1.4.3. Альбумин.
2. Обсуждение результатов
2.1. Исследование повреждения полипептидной цепи иод действием
активных форм кислорода.
2.1.1. Пероксидное повреждение альбумина
2.1.1.1. Исследование пероксидного повреждения альбумина, инициированного реактивом Фентона
2.1.1.2. Исследование пероксидного повреждения альбумина под действием отдельных
компонентов реактива Фентона.
2.1.1.3. Исследование аутоокисления альбумина
2.1.1.4. Исследование пероксидного повреждения альбумина, инициированного системой
нитритион пероксид водорода.
2.1.1.5. Исследование пероксидного повреждения
альбумина в присутствии нитритиона
2.1.2. Исследование пероксидного повреждения гемоглобина.
2.1.2.1. Исследование аутоокисления гемоглобина
2.1.2.2. Исследование окисления гемоглобина, инициированного реактивом Фентона.
2.1.2.3. Исследование пероксидного повреждения гемоглобина под действием отдельных
компонентов реактива Фентона.
2.1.2.4. Исследование пероксидного повреждения гемоглобина, инициированного системой
пероксид водорода нитритион.
2.1.2.5. Исследование пероксидного повреждения гемоглобина под действием нитритиона.
2.2. Инактивации ацетилхолинэстеразы
под действием активных форм кислорода.
2.2.1. Инактивации ацетилхолинэстеразы реактивом Фентона.
2.2.2. Инактивация ацетилхолинэстеразы системой
нитритион пероксид водорода.
2.2.3. Инактивации ацетилхолинэстеразы системой оксигемоглобин нитритион
2.3. Влияние ловушек свободных радикалов на скорость процесса пероксидного повреждения полипептидной цепи
2.3.1. Ингибирование процесса пероксидного окисления белков классическими ловушками АФК.
2.3.2. Ингибирование процесса пероксидного окисления ацетилхолинэстеразы нитроксильным радикалом.
2.3.3. Изучение процесса пероксидного окисления ацетилхолинэстеразы в опытах i viv
2.3.3.1. Изменение активности ацетилхолинэстеразы эритроцитов под действием системы
оксигемоглобин нитритион в опытах i viv
2.3.3.2. Ингибирование нитроксильным радикалом процесса пероксидного окисления
ацетилхолинэстеразы в опытах i viv
2.4. Определение уровня пероксидного окисления белков
и липидов в некоторых биологических объектах.
2.4.1. Определение уровня пероксидного окисления белков
и липидов в крови больных с различными патологиями.
2.4.2. Определение уровня пероксидного окисления белков
и липидов в детских молочных продуктах.
3. Экспериментальная часть.
3.1. Приборы.
3.2. Материалы.
3.3. Методы
3.3.1. Изучение пероксидного повреждения белков спектрофотометрическим методом
3.3.2. Изучение пероксидного повреждения белков методом хемилюминесценции.
3.3.3. Измерение степени инактивации ацетилхолинэстеразы.
3.3.4. Обработка образцов крови
3.3.5. Определение содержания диеновых коньюгатов
в сыворотке крови
3.3.6. Определение содержания малонового диальдегида
в сыворотке крови.
3.3.7. Измерение индуцируемого пероксидного
гемолиза эритроцитов
3.3.8. Измерения степени инактивации ацетилхолинэстеразы в гемолизате в опытах i viv
3.3.9. Определение концентрации общего гемоглобина.
3.3 Определение форм гемоглобина.
3.4. Математическая обработка результатов исследований
3.4.1. Построение графиков по результатам исследований.
3.4.2. Оценка экспериментальных данных.
Библиографический список использованной литературы.
пР иложения
ВВЕДЕНИЕ


Успешное развитие этого направления осуществляется начиная с х годов XX столетия 2. Применение цепной теории для описания кинетики процессов в биосистемах было блестяще осуществлено Ю. А.И. Арчаковым при изучении механизма инициированного различными химическими агентами, в том числе и железосодержащими системами, пероксидного окисления липидов которое играет исключительную роль в клеточной патологии, так как приводит к повреждению мембран, нарушению их функций и гибели клеток 8. Авторы рассматривали этот процесс как цепной вырожденноразветвленный с квадратичным обрывом цепей ур. В качестве источника иона железа обычно рассматривают белки, имеющие в своем составе негеминовые железосерные центры, а также свободные ионы ч присутствующие в биологических жидкостях в следовых количествах, а протонирование супероксидного ионрадикала ур. Здесь стадия 1 представляет собой зарождение цепей, 2 5 продолжение, 6 и 7 разветвление, 8 квадратичный обрыв цепей. Вышеприведенный механизм описывает классический способ инициирования цепных реакций. При этом следует отметить, что, помимо 2зависимого пероксидного окисления липидов, реализуется и железонезависимый процесс, который может быть инициирован путем распада на радикалы эффективных инициаторов цепных процессов, например, азобисаминопропана . В этом случае распад промежуточного гидропероксида должен осуществляться либо гомолитически, либо с участием иных доноров электрона. Достаточно долгое время липиды рассматривались как уникальная группа биосубстратов, участвующая в цепных процессах. Данная фундаментальная разработка получила широкое развитие в исследованиях отечественной научной школы. Было показано , что иероксидное окисление липидов сопровождается окислением тиоловых сульфгидрильных групп мембранных белков V, что приводит к неферментативной реакции групп 5 со свободными радикалами липидов. При этом образуются сульфгидрильные радикалы, которые затем взаимодействуют с образованием дисульфидов либо окисляются кислородом с образованием различных кислородсодержащих соединений, в том числе и производных сульфоновой кислоты ур. II. Чрезвычайно широкое участие радикалов активных форм кислорода АФК в важнейших процессах жизнедеятельности позволило подойти к описанию пероксидного повреждения белков так же как к цепному радикальному процессу , , где в качестве нуклеофилов МГ могут выступать координированный феррокатион , ионизованные , ОН фрагменты биомолекул, протолитически активные и обладающие выраженными пдонорными свойствами ксенобиотики и ряд других соединений. Кроме того, в цепные процессы повреждения сложных белков вовлекаются их простетические группы, что было подтверждено при изучении процесса метгемоглобинообразования под действием различных химических агентов . На примере гемоглобина НЬРе2 было показано, что простетическая группа гем окисляется с образованием метгемоглобина МеНЬРе3. Среди цепных реакций метгемоглобинообразования, инициируемых различными химическими соединениями, были выделены как неразветвленные, так и протекающие с вырожденным разветвлением цепей. В качестве примера неразветвленных цепных процессов метгемоглобинообразования с перекрестным обрывом цепей можно привести реакцию оксигемоглобина НЬОу с гидроксиламином ур. НО Н2О2 ПО2 Ь Н2О НО НО Н э



Здесь стадия представляет собой зарождение цепей, реакции продолжение цепей, стадия обрыв цепей. К группе цепных неразветвленных процессов метгемоглобинообразования с перекрестным обрывом цепей относится также окисление гемоглобина нитроэтаном . Принципиально отличным в этом случае является лишь процесс зарождения цепей ур. Стадии же продолжения цепей описываются реакциями , , а обрыв цепей осуществляется согласно уравнению . Вырожденноразветвленный цепной процесс метгемоглобинообразования представлен взаимодействием нитрита натрия с оксигемоглобином ур. При этом стадия зарождения цепей описывается уравнением , реакции и представляют собой продолжение цепей, и вырожденное разветвление цепей, а стадия квадратичный обрыв цепей.