细菌体内的氧化应激
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二级防御：修复氧化损伤
氧化应激防御机制
•
一级防御存在两类抗氧化系统:
一类是酶抗氧化系统，特定酶可以降低活性氧的稳定态水 平，包括超氧化物歧化酶(SOD）、过氧化氢酶（CAT）、 谷胱甘肽过氧化物酶(GPX）等；
另一类是非酶抗氧化系统，低分子量的抗氧化分子维持细 胞内还原环境，包括NADPH和NADH，类胡萝卜素，维 生素C，维生素E，谷胱甘肽（GSH）、微量元素铜、锌、 硒（Se）等。
点，从而造成膜和蛋白性质的改变 (Stadtman et al.,
2004; Stadtman et al., 1990)
Fig. 1 ROS的形成及脂类的氧化(Wang et al., 1996)
氧化应激防御机制
大气层中O2的出现促使了防御机制的发展
一级防御：使得O2衍生的基团保持在合理水平
•
OxyR基因调控编码下列蛋白的基因：氢过氧化物酶，谷
氧还蛋白，谷胱甘肽过氧化物酶，NADPH依赖性烷基过
氧化物还原酶，保护性DNA结合蛋白
氧化应激的基因响应
Fig. 2 OxyR对氧化应激的响应 (Elisa C. et al., 2000)
机体蛋白质的氧化损伤及修复
Fig. 3 机体蛋白质的氧化损伤及修复平衡 (Zong, 2011)
子造成组织细胞损伤，是引起机体衰老的根本原
因，也是诱发肿瘤等恶性疾病的重要起因。1990
年美国衰老研究权威Sohal教授指出了自由基衰老
学说的种种缺陷，并首先提出了氧化应激的概念。
氧化应激的来由
氧化应激是指机体在遭受各种有害刺激时，体内高活性分 子如活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS）和活 性氮自由基（reactive nitrogen species,RNS）产生过 多，氧化程度超出氧化物的清除，氧化系统和抗氧化系统 失衡的状态。 ROS包括超氧阴离子（.O₂-）、羟自由基（.OH）和过氧化 氢（H₂O₂）等；RNS包括一氧化氮（.NO）、二氧化氮 （.NO₂）和过氧化亚硝酸盐（.ONOO-）等。 基于本人课题研究对象包括羟基对微生物的影响，因此下 面只阐述ROS的作用。
请老师同学们批评斧正！
谢谢！
活性基团会攻击碱基和糖部分，造成骨架单双链 的断裂，引入外来碱基和糖基，交联其它分子，复 制遭阻止 (Sies H et al., 1993; Sies H et al., 1992)
蛋白质的损伤：
蛋白质受攻击后，会造成蛋白质氨基酸侧链残
基被氧化成硫醇基和羰基，蛋白质-蛋白质交联，多
肽碎片 ，氨基酸氧化内收导致残基接近金属结合位
氧化应激的危害
脂类的氧化 DNA的氧化 蛋白质的损伤
脂Baidu Nhomakorabea的氧化:
氧化应激会造成自由基直接攻击细胞膜膜上多
聚不饱和脂肪酸，从而导致膜性质的改变以及膜结 合蛋白的紊乱，并且氧化产物含有高活性的醛类，
进一步导致DNA和蛋白质的损伤 (Humpries KM et
al., 1998)
DNA的氧化：
细菌体内的氧化应激
汇报人：董山山
汇报内容
氧化应激的来由 氧化应激的危害
氧化应激防御机制
氧化应激的基因响应 机体蛋白质的氧化损伤及修复
氧化应激的来由
氧化应激的概念最早源于人类对衰老的认识。
1956年英国学者Harmna首次提出自由基衰老学说，
该学说认为自由基(Free radical）攻击生命大分
氧化应激的基因响应
氧化应激的防御机制由两种转录激活因子 调控：
OxyR：调控对过氧化物的防御机制
•
•
SoxRS：调控对超氧化物的防御机制
氧化应激的基因响应
•
两种转录激活因子响应调控：
SoxRS调节子至少含有十个基因，来编码包括Mn-SOD,核
酸内切酶，葡萄糖6-磷酸脱氢酶，延胡索酸酶，顺乌头酸 酶，铁氧还蛋白还原酶，反义RNA（主要影响膜外蛋白的 表达）
•
氧化应激防御机制
•
二级防御包括DNA修复系统、蛋白水解和脂 类水解酶 (Demple B et al., 1994)
DNA修复酶包括核酸内切酶IV，核酸外切酶III，两种酶都 作用于双链DNA清理的DNA3’末端。
•
原核细胞含有催化剂能够直接修复一些共价修饰的蛋白质 的一级结构，最常见的一种修饰是还原氧化的二硫键：(i) 硫氧还蛋白还原酶的电子通过黄素载体从NADPH转移到硫 氧还蛋白，(ii) 谷氧还蛋白使用GSH作为电子供体能够减少 二硫键，(iii) 蛋白质二硫键异构酶促进和不活跃蛋白底物 的二硫键交换反应
氧化应激防御机制
•
一级防御存在两类抗氧化系统:
一类是酶抗氧化系统，特定酶可以降低活性氧的稳定态水 平，包括超氧化物歧化酶(SOD）、过氧化氢酶（CAT）、 谷胱甘肽过氧化物酶(GPX）等；
另一类是非酶抗氧化系统，低分子量的抗氧化分子维持细 胞内还原环境，包括NADPH和NADH，类胡萝卜素，维 生素C，维生素E，谷胱甘肽（GSH）、微量元素铜、锌、 硒（Se）等。
点，从而造成膜和蛋白性质的改变 (Stadtman et al.,
2004; Stadtman et al., 1990)
Fig. 1 ROS的形成及脂类的氧化(Wang et al., 1996)
氧化应激防御机制
大气层中O2的出现促使了防御机制的发展
一级防御：使得O2衍生的基团保持在合理水平
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OxyR基因调控编码下列蛋白的基因：氢过氧化物酶，谷
氧还蛋白，谷胱甘肽过氧化物酶，NADPH依赖性烷基过
氧化物还原酶，保护性DNA结合蛋白
氧化应激的基因响应
Fig. 2 OxyR对氧化应激的响应 (Elisa C. et al., 2000)
机体蛋白质的氧化损伤及修复
Fig. 3 机体蛋白质的氧化损伤及修复平衡 (Zong, 2011)
子造成组织细胞损伤，是引起机体衰老的根本原
因，也是诱发肿瘤等恶性疾病的重要起因。1990
年美国衰老研究权威Sohal教授指出了自由基衰老
学说的种种缺陷，并首先提出了氧化应激的概念。
氧化应激的来由
氧化应激是指机体在遭受各种有害刺激时，体内高活性分 子如活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS）和活 性氮自由基（reactive nitrogen species,RNS）产生过 多，氧化程度超出氧化物的清除，氧化系统和抗氧化系统 失衡的状态。 ROS包括超氧阴离子（.O₂-）、羟自由基（.OH）和过氧化 氢（H₂O₂）等；RNS包括一氧化氮（.NO）、二氧化氮 （.NO₂）和过氧化亚硝酸盐（.ONOO-）等。 基于本人课题研究对象包括羟基对微生物的影响，因此下 面只阐述ROS的作用。
请老师同学们批评斧正！
谢谢！
活性基团会攻击碱基和糖部分，造成骨架单双链 的断裂，引入外来碱基和糖基，交联其它分子，复 制遭阻止 (Sies H et al., 1993; Sies H et al., 1992)
蛋白质的损伤：
蛋白质受攻击后，会造成蛋白质氨基酸侧链残
基被氧化成硫醇基和羰基，蛋白质-蛋白质交联，多
肽碎片 ，氨基酸氧化内收导致残基接近金属结合位
氧化应激的危害
脂类的氧化 DNA的氧化 蛋白质的损伤
脂Baidu Nhomakorabea的氧化:
氧化应激会造成自由基直接攻击细胞膜膜上多
聚不饱和脂肪酸，从而导致膜性质的改变以及膜结 合蛋白的紊乱，并且氧化产物含有高活性的醛类，
进一步导致DNA和蛋白质的损伤 (Humpries KM et
al., 1998)
DNA的氧化：
细菌体内的氧化应激
汇报人：董山山
汇报内容
氧化应激的来由 氧化应激的危害
氧化应激防御机制
氧化应激的基因响应 机体蛋白质的氧化损伤及修复
氧化应激的来由
氧化应激的概念最早源于人类对衰老的认识。
1956年英国学者Harmna首次提出自由基衰老学说，
该学说认为自由基(Free radical）攻击生命大分
氧化应激的基因响应
氧化应激的防御机制由两种转录激活因子 调控：
OxyR：调控对过氧化物的防御机制
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SoxRS：调控对超氧化物的防御机制
氧化应激的基因响应
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两种转录激活因子响应调控：
SoxRS调节子至少含有十个基因，来编码包括Mn-SOD,核
酸内切酶，葡萄糖6-磷酸脱氢酶，延胡索酸酶，顺乌头酸 酶，铁氧还蛋白还原酶，反义RNA（主要影响膜外蛋白的 表达）
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氧化应激防御机制
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二级防御包括DNA修复系统、蛋白水解和脂 类水解酶 (Demple B et al., 1994)
DNA修复酶包括核酸内切酶IV，核酸外切酶III，两种酶都 作用于双链DNA清理的DNA3’末端。
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原核细胞含有催化剂能够直接修复一些共价修饰的蛋白质 的一级结构，最常见的一种修饰是还原氧化的二硫键：(i) 硫氧还蛋白还原酶的电子通过黄素载体从NADPH转移到硫 氧还蛋白，(ii) 谷氧还蛋白使用GSH作为电子供体能够减少 二硫键，(iii) 蛋白质二硫键异构酶促进和不活跃蛋白底物 的二硫键交换反应