ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Механизмы детоксикации биорадикалов в организме из "Биорадикалы и диоантиоксиданты" Впервые супероксиддисмутазная активность была выявлена Мак-Кордом и Фридовичем в 1969 году [29]. Они показали, что ускорение реакции (1.21) является физиологической функцией медьсодержащего белка эритрокупреина (гемокупреина), известного с 1938 года [262]. Так как, кроме иона меди, открытый Мак-Кордом и Фридовичем фермент содержал цинк, он был назван — медь-, цинк-содержащая супероксиддисмутаза. Си-, гп-СОД состоит из двух субъединиц, каждая из которых имеет молекулярную массу 16300 Да [7]. Константа скорости реакции (1.21) в присутствии Си-, Zn- OД равна 2 10 М с и не зависит от величины pH в интервале 4,8—10,2 [7]. Несколько позднее были выявлены марганец-содержащий [263] и железо-содержа-щий [264] ферменты. [c.37] Zn- OД присутствует во всех эукариотических клетках, где содержится в основном в цитозоле [7, 265]. Некоторое количество этого фермента находится в лизосомах [266] и пероксисо-мах [267]. Железо-содержащий фермент найден только у прокариотов. Марганец-содержащая СОД присутствует у прокариотов и в митохондриях эукариотических клеток [7]. Однако предшественник митохондриальной Мп-СОД синтезируется в цитозоле, в митохондриях происходит лишь отщепление от него полипептид-ного фрагмента [268, 269]. [c.37] Сравнительно недавно была выделена и исследована экстра-целлюлярная форма супероксиддисмутазы [270—273]. Экстра-целлюлярная СОД является основным изоферментом в плазме, лимфе и синовиальной жидкости и представляет собой гликопротеид, состоящий из 4 субъединиц. Каждая субъединица имеет молекулярную массу около 30 кДа и содержит ионы меди и цинка. Кроме более высокой молекулярной массы, субъединица экстра-целлюлярной СОД отличается от субъединицы цитоплазматической Си-, гп-СОД аминокислотным составом, антигенными свойствами и генным локусом, кодирующим аминокислотную последовательность апофермента. Каталитическая активность экстра-целлюлярной СОД значительно ниже, чем у цитоплазматического фермента. [c.37] Содержание изоферментов супероксиддисмутазы в отдельных органах и тканях экспериментальных животных суш ественно различается. Наиболее высокий уровень u-, Zn-СОД выявлен в печени (до 350 мкг/г массы ткани), почках (185 мкг/г массы ткани) и поджелудочной железе (165 мкг/г массы ткани). В сердце, мозге и эритроцитах содержание этого изофермента составляет около 60—70 мкг/г массы ткани (клеток). Наименьший уровень супероксиддисмутазной активности выявлен в мышечной и жировой ткани [278, 279]. Активность Мп-СОД снижается в ряду сердце, почки, печень, мозг, поджелудочная железа, мышечная и жировая ткань. В эритроцитах Мп-СОД отсутствует [278]. В отдельных органах также суш ествуют различия в распределении супероксиддисмутазной активности. Например, в мозге глиальные клетки содержат супероксиддисмутазы в шесть раз больше, чем нейроны [280]. [c.38] С возрастом, в процессе индивидуального развития организма, удельная активность супероксиддисмутазы в печени, сердце и мозге мышей снижается, хотя снижение активности в сердце и мозге компенсируется увеличением количества фермента [281]. Есть данные, что с возрастом общая супероксиддисмутирующая активность в мозге может даже увеличиваться [282]. Одной из причин, обусловливающих снижение удельной активности СОД, может быть посттрансляционная модификация белка в результате его неферментативного гликозилирования [283]. [c.38] Образующийся в процессе диспропорционирования анион-радикала кислорода пероксид водорода (реакция 1,21) может утилизироваться с помощью двух ферментов каталазы (КФ 1,11.1,6) и глутатионпероксидазы (КФ 1.11.1.9). [c.39] Гидропероксидные группы полиненасыщенных жирных кислот, входящих в состав молекул фосфолипидов, не являются субстратом для классической селен-содержащей глутатионпероксидазы [296]. [c.40] Кажущиеся константы скорости второго порядка k-[) реакции глутатионпероксидазы из печени хомяка с различными гидропероксидами равны для гидропероксида t-бутила — 7,06 10 мМ мин гидропероксида кумила — 1,04 10 мМ мин гидропероксида линолевой кислоты — 2,36 10 мМ мин пероксида водорода — 2,98 10 мМ мин 1 [292]. [c.40] Содержание глутатионпероксидазы в различных тканях организма уменьшается в ряду печень эритроциты почки желудок сердце = легкие = мозг плазма мышцы [278, 297, 298]. Около 75 % глутатионпероксидазной активности определяется в цитоплазме клеток, остальное количество фермента локализовано в митохондриях [297, 299, 300]. В плазме крови выявлен изофермент, отличающийся иммунологически от внутриклеточной глутатионпероксидазы. Подобно внеклеточной СОД апо-фермент плазматической формы является гликопротеидом [301]. Показано, что существуют возрастные и суточные (циркадные) изменения активности глутатионпероксидазы в различных тканях экспериментальных животных [298, 302]. В период снижения активности глутатионпероксидазы в сердце отмечена активация процессов перекисного окисления липидов [302]. [c.40] Уровень глутатионпероксидазы в тканях чрезвычайно чувствителен к алиментарному поступлению селена в организм. Содержание животных в течение нескольких недель на 5е-дефицит-ной диете приводит к резкому снижению глутатионпероксидазной активности [293, 297, 303] и пропорциональному уменьшению тканевого уровня соответствующего иммунореактивного белка [293, 303]. Степень снижения активности фермента неодинакова в различных тканях, которые по чувствительности к дефициту селена располагаются следующим образом плазма печень почки сердце = легкие эритроциты [297]. [c.41] При однократном внутрижелудочном введении 8е, как селенита или селенометионина, животным, содержавшимся на 5е-де-фицитной диете, нормальный уровень активности фермента в плазме, почках, желудке и печени восстанавливался в течение 48 часов [293, 297]. По вопросу о том, каким образом селен включается в состав молекулы фермента, существует две точки зрения. В соответствии с первой, селен модифицирует неактивный белок-предшественник уже после завершения его синтеза (пост-трансляционное включение) [304]. Однако более глубокое экспериментальное подтверждение, по-видимому, имеет точка зрения, что включение Зе в белковую молекулу происходит в ходе нормального трансляционного процесса [293]. [c.41] Следует отметить, что фосфолипаза А2, в частности митохондриальный фермент, оказывает интрамембранное действие, то есть катализирует гидролиз липидов, расположенных на одной с ней мембране [305]. Гидролиз экзогенных липидов происходит после их связывания с клеточными мембранами [306]. [c.42] В организме глутатионпероксидаза функционирует не только как компонент защитной антиокислительной системы, но и играет важную роль в процессах биосинтеза простагландинов и лей-котриенов [291, 307, 308]. [c.42] Установлено, что мономерная глутатионпероксидаза ингибирует фотосенсибилизированное окисление липидов теней эритроцитов, полностью восстанавливая гидропероксиды фосфолипидов и холестерина без их предварительного гидролиза. Классическая глутатионпероксидаза ингибировала этот процесс только в присутствии фосфолипазы Аз, при этом гидропероксиды холестерина не восстанавливались [246]. [c.44] Водорастворимые антирадикальные агенты, например аскорбиновая кислота, могут восстанавливать феноксильные радикалы в исходные фенолы. [c.46] Тем не менее даже в гетерогенных системах константа скорости реакции (1.29) значительно превышает константу скорости реакции (1.30) (k o = 36 М с [40]). Поэтому токоферолы эффективно ингибируют перекисное окисление липидов в модельных системах [52, 332, 333, 340, 341]. В случае использования липосом из линоленовой кислоты торможение окисления выявлено при соотношении а-токоферола и субстрата 1 1500—2000 [340]. Так и константа скорости реакции взаимодействия токоферолов с радикалами гидропероксидов, их антиокислительная активность, уменьшается в ряду а, (3, у, 6, токол [332, 333]. Реакция (1.29) может рассматриваться как практически необратимая, так как показано, что константа скорости обратной реакции, т. е. взаимодействия гидропероксида трет-бутила с радикалом а-токофе-рола, равна всего 3,65 10 М с [342]. а-Токоферол также прямо не взаимодействует с гидропероксидами [343]. [c.47] Однако эффективность антиокислительного действия а-токоферола при инициировании окисления полиненасыщенных липидов алкоксильными радикалами (реакция 1.35) незначительна, поскольку величина /234 не намного превышает значение 35 [326]. [c.48] Вернуться к основной статье