Biologický význam ROS a RNS negativní stránky….. Negativní působení ROS a RNS • poškození struktury proteinů (fragmentace, hydroxylace, nitrace, oxidace, agregace) • poškození struktury DNA a RNA (oxidační poškození bází, hydrolýza řetězců) • poškození struktury lipidů Poškození polypeptidového řetězce • primární modifikace způsobené RONS – oxidace AMK, nitrace AMK • sekundární modifikace - proteiny jsou modifikovány molekulami vzniklými při oxidaci jiných biomolekul (kovalentní modifikace proteinů způsobená MDA a 4- hydroxynonenalem) • proteiny poškozované železem koordinovaným na jejich strukturu methionin methioninsulfoxid REF: Stadtmann E.R. et al. Amino Acids 25, 207-218 (2003) • vznik aldehydů a ketonů Stadtmann E.R. et al. Amino Acids 25, 207-218 (2003) Proteiny –glykace proteinů REF: Stadtmann E.R. et al. Amino Acids 25, 207-218 (2003) produkt časné glykace přechodný produkt produkt pokročilé glykace Proteiny – zesíťování (cross-linky) REF: Stadtmann E.R. et al. Amino Acids 25, 207-218 (2003) Proteiny – fragmentace REF: Stadtmann E.R. et al. Amino Acids 25, 207-218 (2003) Oxidace proteinů – následky • mění se aktivita enzymů • pumpy neudrží iontovou homestázu • v cytosolu se hromadí Ca2+ , čímž se aktivují některé enzymy • zvyšuje se možnost autoimunitních reakcí NA – úvod NA – poškození pyrimidinů REF: Evans M.D. et al. Mutation Research 567, 1-61 (2004) NA – poškození purinů REF: Evans M.D. et al. Mutation Research 567, 1-61 (2004) NA – poškození cukrů REF: Evans M.D. et al. Mutation Research 567, 1-61 (2004) NA – poškození cukrů NA – cross-link s proteiny REF: Evans M.D. et al. Mutation Research 567, 1-61 (2004) NA – mutace párování bazí chybné párování – mutace – poškození DNA – apoptóza, mutagenze, karcinogeneze, stárnutí Lipidy – lipoperoxidace • známá odedávna jako žluknutí tuků a olejů • týká se hlavně nenasycených mastných kyselin (PUFA) • výsledek? ztráta dvojných vazeb, tvorba reaktivních metabolitů (peroxidy, aldehydy) • změny fluidity lipidů, propustnosti membrán Lipidy – lipoperoxidace • lipidní peroxidace je zahajována odejmutím atomu vodíku z nenasycené mastné kyseliny, což vede k vytvoření uhlíkového radikálu • z něj atakem molekulárního kyslíku vzniká peroxylový radikál • peroxyradikál může přijmout vodík z další molekuly lipidu a vytvořit hydroperoxid • nebo cyklizovat na endoperoxid • terminace LOO + L H LOOH + L. ´ ´. L + O LOO. 2 . LH L. .H- Lipidy – další změny • hydroperoxid lipidu je reakční produkt, který se teplem spontánně rozkládá nebo s ionty kovů jako katalysátory iniciuje vznik alkoxylového radikálu • trojmocné železo reaguje za vzniku peroxylového radikálu • lipidní alkoxyradikál může podléhat štěpení C-C vazby. Vzniká nenasycený aldehyd MK a alkyl radikál, který iniciuje další reakce MDA • produktem jsou i alkany, které vydechujeme LOOH + Fe LO + Fe + HO2+ 3+ -. LOOH + Fe LOO + Fe + H2+3+ . + • Atak kyseliny močové ROS vede ke vzniku alantoinu, kyseliny kyanurové a dalších produktů. Další změny