Антиокислительные ферменты нейтрализуют свободные радикалы

Ферменты, ликвидирующие АФК

1. Супероксиддисмутаза (СОД) – фермент, представленный в цитозоле и митохондриях, выполняет функции антиоксидантного фермента, удаляя агрессивный супероксид анион-радикал и образуя при этом более устойчивый пероксид водорода.

У человека имеется три формы фермента:

  • цитозольная и внеклеточная формы, содержат металлы медь и цинк,
  • митохондриальный изофермент, включает марганец.
Супероксиддисмутаза
Реакция, катализируемая супероксиддисмутазой

2. Каталаза, гемсодержащий фермент, присутствует в пероксисомах всех клеток человека и обладает чрезвычайно высокой молекулярной активностью. В эритроцитах она находится в цитозоле и защищает гемоглобин от окисления.

Каталаза
Реакция, катализируемая каталазой

3. Глутатионпероксидаза, как и каталаза, является гемсодержащим ферментом и обезвреживает H2O2. Обладая в 1000 раз большим сродством к пероксиду водорода, чем каталаза, она эффективна даже при низких его концентрациях.

Особенностью глутатионпероксидазы является наличие в активном центре фермента селеноцистеина, т.е. такого цистеина, в котором сера заменена на селен.

В качестве восстановителя для H2O2 фермент использует трипептид глутатион, содержащий цистеин с его SH-группой. Окисленный в результате реакции глутатион восстанавливается глутатионредуктазой.

Глутатионпероксидаза и глутатионредуктаза
Реакция, катализируемая глутатионпероксидазой

4. Глутатион-S-трансфераза обеспечивает взаимодействие различных веществ с восстановленным глутатионом. Существуют три вида фермента – митохондриальныймикросомальный и цитозольный (у млекопитающих до 10% всех белков цитоплазмы). Мишенью фермента являются различные ксенобиотики и пероксиды липидов (но не H2O2). При реакции восстановленного глутатиона с перекисью жирной кислоты происходит восстановление окисленной группы до спирта и воды.

Глутатион-S-трансфераза
Антиоксидантная реакция, катализируемая глутатион-S-трансферазой
В случае реакций обезвреживания ксенобиотиков фермент осуществляет конъюгацию вещества с глутатионом, а не восстановление перекисной группы.

4. Пероксиредоксины – антиоксидантные ферменты, контролирующие уровень цитокин-индуцированных пероксидов, участвующих в передаче клеточных сигналов.
В активном центре фермента находятся SH-группы цистеина, которые окисляются до R-SOH состояния пероксидным субстратом (H2O2 или липидной гидроперекисью)

Пероксиредоксин
Роль пероксиредоксинов в нейтрализации пероксида водорода

5. Церулоплазмин – антиоксидантный фермент плазмы крови, содержит 6-8 ионов меди (II) и окисляет ионы Fe2+ до Fe3+ без образования гидроксил-радикала (как в реакции Фентона). Ион железа (III) далее связывается с белком трансферрином. Таким образом, церулоплазмин обеспечивает равновесие между депонированием и использованием железа, а применительно к СРО препятствует инициации свободнорадикальных процессов (реакция Фентона).

Церулоплазмин
Роль церулоплазмина в окислении ионов железа

Ферменты, использующие АФК

Вместе с вышеперечисленными ферментами, задачей которых является уборка агрессивных кислородных радикалов, в организме присутствуют ферменты, для которых наличие H2O2 необходимо для выполнения ими своих метаболических функций. К таким ферментам относятся лактопероксидаза и тиреопероксидаза.

1. Лактопероксидаза гемсодержащий гликопротеин, который обнаруживается в молоке, слюне, слезной жидкости, на слизистой оболочке дыхательных путей. Ее функцией является использование H2O2 для образования гипотиоцианата (OSCN), обладающего бактериостатическим действием.

Примечательно, что субстрат реакции тиоцианат (SCN) в организме не образуется, а поступает с растительной пищей (репчатый лук, кабачки, горчица). Источником H2О2 для процесса является перекись, генерируемая самими бактериями.
Лактопероксидаза
Реакция, катализируемая лактопероксидазой

2. Тиреопероксидаза (йодидпероксидаза) – еще один фермент, нуждающийся в пероксиде водорода. Этот фермент принимает участие в синтезе тиреоидных гормонов в составе белка тиреоглобулина. При этом он способен катализировать три последовательные реакции:

  • окисление йодид-иона до молекулярного йода,
  • замещение атома водорода ароматического кольца тирозина на атом йода,
  • перенос одного йодированного кольца тирозина на ОН-группу другого тирозина с образованием бицикла йодтиронинов (на схеме не показано).
Тиреопероксидаза
Реакция иодирования тирозина, катализируемая тиреопероксидазой
Источником H2O2, для процесса является сопутствующая работа НАДФН-оксидазы и супероксиддисмутазы, находящихся на апикальной мембране тиреоцита.

Вы можете спросить или оставить свое мнение.