氧化应激 与人类疾病(三)

氧化应激 反应中,由于自由基生成和抗氧化防御之间的不平衡而引起的氧化应激与对包括脂质、蛋白质和核酸在内的多种分子种类造成损害。

蛋白质氧化损伤

蛋白质可以通过三种方式进行氧化修饰:特定氨基酸的氧化修饰、自由基介导的肽裂解以及由于与脂质过氧化产物反应形成蛋白质交联。蛋氨酸、半胱氨酸、精氨酸和组氨酸等含有氨基酸的蛋白质似乎最容易被氧化。 自由基介导的蛋白质修饰增加了对酶蛋白水解的敏感性。对蛋白质产物的氧化损伤可能会影响酶、受体和膜转运的活性。氧化受损的蛋白质产品可能含有非常活泼的基团,这些基团可能会导致膜和许多细胞功能受损。过氧自由基通常被认为是用于蛋白质氧化的自由基种类。细胞内活性氧 ( ROS )可以破坏蛋白质并产生羰基和其他氨基酸修饰,包括形成甲硫氨酸亚砜和蛋白质羰基和其他氨基酸修饰,包括形成甲硫氨酸亚砜和蛋白质过氧化物。蛋白质氧化会影响信号转导机制、酶活性、热稳定性和蛋白水解敏感性的改变,从而导致衰老。

脂质过氧化

生物分子的氧化应激和氧化修饰涉及许多生理和病理生理过程,例如衰老、动脉粥样硬化、炎症和癌变以及药物毒性。脂质过氧化是一种自由基过程,涉及次级自由基的来源,次级自由基可以进一步充当第二信使或直接与其他生物分子反应,从而增强生化损伤。脂质过氧化发生在位于细胞膜上的多饱和脂肪酸上,并进一步进行自由基链反应。羟基自由基被认为引发 细胞内活性氧 ( ROS ) 并去除氢原子,从而产生脂质自由基并进一步转化为二烯共轭物。此外,通过加入氧形成过氧自由基;这种高度反应性的自由基攻击另一种脂肪酸,形成脂质过氧化氢 (LOOH) 和一个新的自由基。因此,脂质过氧化得到传播。由于脂质过氧化,形成了许多化合物,例如烷烃、丙二醛和异丙烷。脂类的过氧化如果不经控制可能会有灾难性的后果。这些化合物被用作脂质过氧化测定的标志物,并已在许多疾病中得到验证,例如神经元疾病、缺血性再灌注损伤和糖尿病。过氧化是链反应,常见于多不饱和脂肪酸中,产物可能具有致癌和致诱变性。体内由维生素E、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶等控制这一过程。

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DNA氧化损伤

许多实验清楚地提供了 DNA 和 RNA 容易受到氧化损伤的证据。据报道,特别是在衰老和癌症中,DNA 被认为是一个主要目标。在紫外线辐射下对 DNA 的氧化损伤过程中,发现氧化核苷酸如乙二醇、dTG 和 8-羟基-2-脱氧鸟苷增加或自由基损伤。据报道,线粒体 DNA 更容易受到氧化损伤的影响,氧化损伤在包括癌症在内的许多疾病中都有作用。有人提出,8-羟基-2-脱氧鸟苷可作为氧化应激的生物标志物。