Mikrosomal oksidləşmənin orqanizmin həyatındakı rolunu çox qiymətləndirmək və ya gözardı etmək çətindir. Ksenobiotiklərin (zəhərli maddələrin) inaktivasiyası, adrenal hormonların parçalanması və formalaşması, zülal mübadiləsində iştirak və genetik məlumatın qorunması mikrosomal oksidləşmə nəticəsində həll olunan məlum problemlərin yalnız kiçik bir hissəsidir. Bu, orqanizmdə tetikleyici maddə daxil olduqdan sonra başlayan və onun xaric edilməsi ilə başa çatan avtonom bir prosesdir.
Tərif
Mikrosomal oksidləşmə ksenobiotik çevrilmənin birinci fazasına daxil olan reaksiyaların şəlaləsidir. Prosesin mahiyyəti oksigen atomlarından istifadə edərək maddələrin hidroksilasiyası və suyun əmələ gəlməsidir. Bununla əlaqədar olaraq, orijinal maddənin strukturu dəyişir və onun xassələri həm sıxışdırıla, həm də gücləndirilə bilər.
Mikrosomal oksidləşmə konyuqasiya reaksiyasına keçməyə imkan verir. Bu, ksenobiotiklərin çevrilməsinin ikinci mərhələsidir, sonunda bədən daxilində istehsal olunan molekullar artıq mövcud olan funksional qrupa qoşulacaqdır. Bəzən qaraciyər hüceyrələrinin zədələnməsinə, toxumaların nekrozuna və onkoloji degenerasiyasına səbəb olan ara maddələr əmələ gəlir.
Oksidaza tipli oksidləşmə
Mikrosomal oksidləşmə reaksiyaları mitoxondrilərdən kənarda baş verir, buna görə də bədənə daxil olan bütün oksigenin təxminən on faizini istehlak edirlər. Bu prosesdə əsas fermentlər oksidazlardır. Onların strukturunda dəmir, molibden, mis və başqaları kimi dəyişkən valentliyə malik metalların atomları var ki, bu da onların elektronları qəbul edə bilməsi deməkdir. Hüceyrədə oksidazlar mitoxondrilərin xarici membranlarında və ER-də (qranulyar endoplazmatik retikulum) yerləşən xüsusi veziküllərdə (peroksizomlarda) yerləşir. Peroksisomların üzərinə düşən substrat su molekuluna yapışan və peroksid əmələ gətirən hidrogen molekullarını itirir.
Yalnız beş oksidaz var:
- monoaminoksigenaza (MAO) - adrenalin və böyrəküstü vəzilərdə əmələ gələn digər biogen aminlərin oksidləşməsinə kömək edir;
- diaminoksigenaza (DAO) - histaminin (iltihab və allergiya vasitəçisi), poliaminlərin və diaminlərin oksidləşməsində iştirak edir;
- L-amin turşularının oksidazı (yəni solaxay molekullar);
- D-amin turşularının oksidazı (sağa fırlanan molekullar);
- ksantin oksidaz - adenin və quanini oksidləşdirir (DNT molekuluna daxil olan azotlu əsaslar).
Oksidaza tipinə görə mikrosomal oksidləşmənin əhəmiyyəti ksenobiotikləri aradan qaldırmaq və bioloji aktiv maddələri təsirsizləşdirməkdir. Yaralanma yerində bakterisid təsiri və mexaniki təmizləyici təsir göstərən peroksidin əmələ gəlməsi digər təsirlər arasında mühüm yer tutan yan təsirdir.
Oksigenaza tipli oksidləşmə
Hüceyrədə oksigenaza tipli reaksiyalar dənəvər endoplazmatik retikulumda və mitoxondrilərin xarici qabıqlarında da baş verir. Bunun üçün oksigen molekulunu substratdan hərəkətə gətirən və onu oksidləşmiş maddəyə daxil edən xüsusi fermentlər - oksigenazlar lazımdır. Bir oksigen atomu daxil olarsa, o zaman ferment monooksigenaza və ya hidroksilaz adlanır. İki atomun (yəni tam bir oksigen molekulunun) daxil olması vəziyyətində ferment dioksigenaza adlanır.
Oksigenaza tipli oksidləşmə reaksiyaları substratdan elektronların və protonların ötürülməsində, ardınca isə oksigenin aktivləşdirilməsində iştirak edən üçkomponentli çoxfermentli kompleksin bir hissəsidir. Bütün bu proses sitoxrom P450-nin iştirakı ilə baş verir, bundan sonra daha ətraflı müzakirə olunacaq.
Oksigenaza tipli reaksiyaların nümunələri
Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, monooksigenazlar oksidləşmə üçün mövcud iki oksigen atomundan yalnız birini istifadə edir. İkincisi, iki hidrogen molekuluna bağlanır və su əmələ gətirir. Belə reaksiyaların bir nümunəsi kollagenin əmələ gəlməsidir. Bu zaman C vitamini oksigen donoru kimi çıxış edir. Prolin hidroksilaz ondan oksigen molekulunu alıb proline verir ki, bu da öz növbəsində prokollagen molekuluna daxil olur. Bu proses birləşdirici toxuma güc və elastiklik verir. Orqanizmdə C vitamini çatışmazlığı olanda gut inkişaf edir. Bu, birləşdirici toxumanın zəifliyi, qanaxma, göyərmə, diş itkisi ilə özünü göstərir, yəni bədəndə kollagenin keyfiyyəti olur.aşağıda.
Başqa bir misal xolesterol molekullarını çevirən hidroksilazlardır. Bu, steroid hormonlarının, o cümlədən cinsi hormonların formalaşması mərhələlərindən biridir.
Aşağı spesifik hidroksilazlar
Bunlar ksenobiotiklər kimi yad maddələri oksidləşdirmək üçün lazım olan hidrolazalardır. Reaksiyaların mənası, bu cür maddələrin xaric olunmaq üçün daha dözümlü, daha həlledici olmasıdır. Bu proses detoksifikasiya adlanır və daha çox qaraciyərdə baş verir.
Ksenobiotiklərin tərkibinə bütöv bir oksigen molekulunun daxil olması səbəbindən reaksiya dövrü pozulur və bir mürəkkəb maddə bir neçə daha sadə və daha əlçatan metabolik proseslərə parçalanır.
Reaktiv oksigen növləri
Oksigen potensial təhlükəli maddədir, çünki əslində oksidləşmə yanma prosesidir. O2 molekulu və ya su kimi sabit və kimyəvi cəhətdən təsirsizdir, çünki onun elektrik səviyyələri doludur və yeni elektronlar birləşə bilməz. Lakin oksigendə bütün elektronların bir cütü olmayan birləşmələr yüksək reaktivdir. Buna görə də onlar aktiv adlanır.
Belə oksigen birləşmələri:
- Moksid reaksiyalarında sitoxrom P450-dən ayrılan superoksid əmələ gəlir.
- Oksidaza reaksiyalarında peroksid anionunun (hidrogen peroksid) əmələ gəlməsi baş verir.
- İşemiyaya məruz qalmış toxumaların reoksigenləşməsi zamanı.
Ən güclü oksidləşdirici maddə hidroksil radikalıdırsaniyənin milyonda biri sərbəst formada mövcuddur, lakin bu müddət ərzində bir çox oksidləşdirici reaksiyaların keçmək üçün vaxtı var. Onun özəlliyi ondadır ki, hidroksil radikal toxumalara nüfuz edə bilmədiyi üçün maddələrə yalnız əmələ gəldiyi yerdə təsir edir.
Superoksidanion və hidrogen peroksid
Bu maddələr hüceyrə membranlarına nüfuz edə bildiyi üçün təkcə əmələ gəlmə yerində deyil, həm də onlardan müəyyən məsafədə aktivdir.
Hidroksi qrupu amin turşusu qalıqlarının oksidləşməsinə səbəb olur: histidin, sistein və triptofan. Bu, ferment sistemlərinin inaktivasiyasına, həmçinin nəqliyyat zülallarının pozulmasına gətirib çıxarır. Bundan əlavə, amin turşularının mikrosomal oksidləşməsi nuklein azotlu əsasların strukturunun məhvinə səbəb olur və nəticədə hüceyrənin genetik aparatı əziyyət çəkir. Hüceyrə membranlarının bilipid təbəqəsini təşkil edən yağ turşuları da oksidləşir. Bu, onların keçiriciliyinə, membran elektrolit nasoslarının işinə və reseptorların yerləşməsinə təsir edir.
Mikrosomal oksidləşmə inhibitorları antioksidantlardır. Onlar qidada olur və bədəndə istehsal olunur. Ən məşhur antioksidant E vitaminidir. Bu maddələr mikrosomal oksidləşməni maneə törədə bilər. Biokimya onların arasındakı qarşılıqlı əlaqəni əks əlaqə prinsipinə əsasən təsvir edir. Yəni oksidazlar nə qədər çox olarsa, bir o qədər güclü bastırılır və əksinə. Bu, sistemlər və daxili mühitin sabitliyi arasında tarazlığı qorumağa kömək edir.
Elektrik nəqliyyat zənciri
Mikrosomal oksidləşmə sistemində sitoplazmada həll olunan komponentlər yoxdur, ona görə də onun bütün fermentləri endoplazmatik retikulumun səthində toplanır. Bu sistemə elektronəqliyyat zəncirini təşkil edən bir neçə zülal daxildir:
- NADP-P450 reduktaza və sitokrom P450;
- Həddindən artıq sitokrom B5 reduktaza və sitokrom B5;
- steatoril-CoA desaturaz.
Əksər hallarda elektron donoru NADP-dir (nikotinamid adenin dinukleotid fosfat). Elektronları qəbul etmək üçün iki koenzim (FAD və FMN) olan NADP-P450 reduktaza ilə oksidləşir. Zəncirin sonunda FMN P450 ilə oksidləşir.
Sitoxrom P450
Bu, mikrosomal oksidləşmə fermenti, hem tərkibli zülaldır. Oksigen və substratı bağlayır (bir qayda olaraq, ksenobiotikdir). Onun adı 450 nm dalğa uzunluğundan işığın udulması ilə bağlıdır. Bioloqlar bunu bütün canlı orqanizmlərdə tapıblar. Hal-hazırda, sitoxrom P450 sisteminin bir hissəsi olan on bir mindən çox zülal təsvir edilmişdir. Bakteriyalarda bu maddə sitoplazmada həll olunur və bu formanın insanlara nisbətən təkamül baxımından ən qədim olduğuna inanılır. Ölkəmizdə sitoxrom P450 endoplazmatik membranda sabitlənmiş parietal zülaldır.
Bu qrupun fermentləri steroidlərin, öd və yağ turşularının, fenolların mübadiləsində, dərman maddələrinin, zəhərlərin və ya dərmanların zərərsizləşdirilməsində iştirak edir.
Mikrosomal oksidləşmənin xüsusiyyətləri
Mikrosomal prosesləroksidləşmələr geniş substrat spesifikliyinə malikdir və bu, öz növbəsində, müxtəlif maddələri zərərsizləşdirməyə imkan verir. On bir min sitoxrom P450 zülalı bu fermentin yüz əllidən çox izoformuna qatlana bilər. Onların hər birində çoxlu sayda substrat var. Bu, orqanizmin daxilində əmələ gələn və ya xaricdən gələn demək olar ki, bütün zərərli maddələrdən qurtulmasına imkan verir. Qaraciyərdə istehsal olunan mikrosomal oksidləşmə fermentləri həm yerli, həm də bu orqandan xeyli məsafədə fəaliyyət göstərə bilər.
Mikrosomal oksidləşmə fəaliyyətinin tənzimlənməsi
Qaraciyərdə mikrosomal oksidləşmə messenger RNT səviyyəsində, daha doğrusu onun funksiyası - transkripsiya səviyyəsində tənzimlənir. Məsələn, sitoxrom P450-nin bütün variantları DNT molekulunda qeyd olunur və onun EPR-də görünməsi üçün məlumatın bir hissəsini DNT-dən messencer RNT-yə “yenidən yazmaq” lazımdır. Daha sonra mRNT protein molekullarının əmələ gəldiyi ribosomlara göndərilir. Bu molekulların sayı xaricdən tənzimlənir və deaktiv edilməli olan maddələrin miqdarından, həmçinin zəruri amin turşularının mövcudluğundan asılıdır.
Bu günə qədər bədəndə mikrosomal oksidləşməni aktivləşdirən iki yüz əllidən çox kimyəvi birləşmə təsvir edilmişdir. Bunlara barbituratlar, aromatik karbohidratlar, spirtlər, ketonlar və hormonlar daxildir. Bu cür aşkar müxtəlifliyə baxmayaraq, bütün bu maddələr lipofilikdir (yağda həll olunur) və buna görə də sitoxrom P450-yə həssasdır.
