3细胞内自由基的生成和清除
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第三章
自由基在细胞内的生成和清除
一、自由基在细胞内的生成
1.生成部位
线粒体、内质网、胞核、胞液、胞膜
2.酶促反应中产生自由基
⑴黄嘌呤氧化酶
黄嘌呤 + H 2O + 2O 2 尿酸 +2O 2- · + 2H +
黄嘌呤 + H 2O + O 2 尿酸 + H 2O 2黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶
⑵组成呼吸链的酶O2- ·
⑶氨基酸氧化酶 H2O2
⑷NADPH氧化酶O2- ·
⑸参与花生四烯酸代谢的酶
花生四烯酸氢过氧化物自由基
L·
LO·
LOO·
脂氧合酶
前列腺素内过氧化物
自由基中间产物
血栓素前列腺素
环氧合酶
３.非酶促反应中产生自由基
⑴蛋白质、脂类和低分子化合物的自动氧化 ①蛋白质的自动氧化 血红蛋白、肌红蛋白 ②脂类的自动氧化
LH L ·、LO ·
、LOO ·、LOOH
③低分子化合物的自动氧化
还原性黄素、硫醇、肾上腺素
光、射线自由基
⏹⑵可变价金属离子与过氧化物的氧化还原反应 Fe2+ + H2O2 HO· + OH- + Fe3+ Fe2+ + LOOH LO· + OH- + Fe3+
⏹⑶水和其他生物分子的辐射分解
水、蛋白质、核酸
二、细胞内自由基的清除
1.抗氧化酶
⑴超氧化物歧化酶（SOD）
SOD
作用：2O2- · + 2H+ H2O2+O2
机制：金属离子作为电子传递体，帮助将电子由一分子O2- · 传给另一分子O2-·
种类：
①Fe-SOD 细菌、藻类
②Mn-SOD 细菌、线粒体
③C u Z n-SOD 细胞质
④CoZn-SOD 细胞质
分布：生物种类不同含SOD亦不同
如：原核生物Fe-SOD和 Mn-SOD
G+菌含Mn-SOD而G-菌含Fe-SOD和 Mn-SOD 真核生物Mn-SOD 、C u Z n-SOD、CoZn-SOD 线粒体中主要 Mn-SOD而无C u Z n-SOD
胞浆中主要C u Z n-SOD也有Mn-SOD
⑵过氧化氢酶（CAT）
作用：2H2O22H2O + O2
CAT
⑶谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-pX）
作用：
GSH-pX
2GSH + H2O2 GS-SG + 2H2O
2GSH + LOOH GS-SG + LOH + H2O 种类：
含硒的GSH-pX（SeGSH-pX ）
不含硒的GSH-pX（nonSeGSH-pX ）
分布：
主要分布在细胞胞浆中（75%） 其次在线粒体基质中（25%）不同种属的动物，两种酶含量不同
如：种属 大鼠 仓鼠 猪 鸡 绵羊 豚鼠
35% 43% 67% 81% 84% 100%nonSeGSH-pX 总GSH-pX
不同组织两种酶含量亦不同
以大鼠为例
组织 脂肪组织 脑 肾 肝 肾上腺 睾丸 23% 26% 31% 35% 38% 91% 而在心、肺、脾、胸腺和肠粘膜检测不出nonSeGSH-pX 意义：不同动物不同组织对缺硒的敏感性不同在人体中含GSH-pX 多的组织：肺、心脏、胃、肠、血液
nonSeGSH-pX 总GSH-pX
⑷谷胱甘肽还原酶
GS-SG + NADPH+ H + 2GSH + NADP + ⑸6-P-G 脱氢酶
6-P-G + NADP + 6-P 葡糖酸+ NADPH+ H +
GSH 还原酶6PG 脱氢酶
几种抗氧化酶之间的相互联系：
6-P葡萄糖6-P-葡萄糖酸NADP+
NADPH+H+GS-SG
2GSH LOOH
LOH+H2O
6-P-葡萄糖脱氢酶谷胱甘肽还原酶谷胱甘肽过氧化物酶
2.抗氧化剂
⑴VitE
作用：清除O 2- · 、HO ·、1O 2、L ·、LO · 、LOO ·
反应：VitE VitE· α-生育醌L· LH （α-生育酚自由基）L· LH
GS· GSH
GS-SG
⑵VitC
作用：清除O 2- · 、HO ·、1O 2、L ·、LO · 、LOO ·
反应： VitC VitC· 脱氢VitC L· LH
L· LH （抗坏血酸自由基）
GS-SG 2GSH 脱氢抗坏血酸还原酶
VitC 和VitE 相互协作形成抗氧化网络：
L · + VitE LH + V E · + V C V E + V C · + NADH V C + NAD +
⑶还原性谷光甘肽(GSH)
作用：
清除LOOH、H2O2、HO·、1O2、L·、LO·反应：
2GSH + LOOH GS-SG + LOH+ H2O 2GSH + 2L· GS-SG + 2LH
⑷NADPH
GS-SG + NADPH 2GSH + NADP+
⑸半胱氨酸
⑹其它清除自由基的物质
尿酸、胆红素、β-胡罗卜素、番茄红素、虾青素、VitA、VitD、叶黄素、烟酸、硫辛酸、茶多酚、锌、硒等
阿司匹林
⑺中药
人参（人参皂甙、人参二醇、人参三醇）
黄芪（黄芪多糖、黄芪总黄酮）
丹参、川芎、三七、生地、何首乌、枸杞子、女贞子、蛤蚧、淫羊藿、大蒜等
复方药：金贵肾气丸、六味地黄丸、柴胡桂子汤、小柴胡汤、清宫寿桃丸等