Гидроксильный радикал

Одноэлектронное восстановление H₂O₂ приводит к образованию гидроксильных радикалов (ОН^.), обладающих высокой реакционной способностью: H₂O₂ + е^- → ОН^. + ОН^.

2 рs ^* ¾ ¾ | ­ ¾

2рπ ^* ­ ­ | ­¯ ­¯

³ О₂ ОН^.

Схема электронного строения 2р-подуровня молекулы кислорода и гидроксильного радикала.

Вследствие высокой химической активности время жизни ОН-радикала в клетке составляет около 100 мкс, а расстояние, которое успевают пройти от места образования, не превышает 100 нм.

ОН-радикалы могут участвовать в реакциях трех основных типов:

а) отрыв атома водорода

ОН^. + LH → L^. + H₂O

где LH – полинасыщенная жирная кислота,

L^. – липидный радикал

Взаимодействие ОН^. с ненасыщенными жирными кислотами приводит к инициации перекисного окисления липидов (ПОЛ) в биомембранах.

К этому типу реакций относится взаимодействие ОН^. с рибозой и дезоксирибозой, входящими в состав нуклеиновых кислот. Это взаимодействие лежит в основе мутагенного действия ОН-радикалов.

б) присоединение по двойной связи

ОН^. + С₆Н₆ → С₆Н₆ОН

Ко второму типу реакций относятся реакции взаимодействия ОН^. с пуриновыми и пиримидиновыми основаниями нуклеиновых кислот. Взаимодействие ОН-радикала с тимином приводит к образованию 5, 6-тиминовых гликолей:

Из всех оснований гуанин наиболее легко окисляется с образованием 8-оксогуанозина, являющегося маркером окислительного стресса.

Рис. 11. Образование 8-оксогуанина и влияние ОН-радикалов на ДНК

8-оксогуанин очень мутагенен, так как при его появлении все репликативные ДНК-полимеразы вставляют против него аденин, т.е. идет замена Г-Ц на Т-А.

Таким образом, 8-оксогуанозин обладает ошибочными кодирующими свойствами в репликации и транскрипции, что приводит к образованию ошибочных пар оснований и нарушению нуклеотидной последовательности.

Весьма чувствительны к действию ОН-радикала триптофан, из которого образуется формилкинуренин и кинуренин, а тирозин и фенилаланин преобразуется в гидроксипроизводные.

в) перенос электрона

ОН^. + Cl → Cl^. + OH^-