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技術(shù)文章

百螢課堂之活性氧Reactive Oxygen Species(ROS)

01

 

活性氧(ROS)概述

  活性氧(ROS)是具有化學(xué)活性的含氧分子,是作為細(xì)胞代謝的副產(chǎn)品自然產(chǎn)生的。在生理條件下,ROS水平受到仔細(xì)調(diào)節(jié),它們在正常細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞周期、基因表達(dá)和體內(nèi)平衡中充當(dāng)信使。

  當(dāng)過量產(chǎn)生時,ROS有可能導(dǎo)致許多有害事件。在高濃度下,ROS會在細(xì)胞中誘導(dǎo)氧化應(yīng)激,從而導(dǎo)致細(xì)胞大分子(如核酸、膜脂和細(xì)胞蛋白質(zhì))的后續(xù)損傷。這些生物分子的氧化損傷可引發(fā)細(xì)胞凋亡,與衰老有關(guān),并與多種**、癌癥和神經(jīng)退行性**以及糖尿病和炎癥的發(fā)病機(jī)制有關(guān)。

  由于其破壞作用,細(xì)胞有幾個精心調(diào)節(jié)的系統(tǒng)來管理過量的ROS。研究的充分的系統(tǒng)是谷胱甘肽-抗壞血酸循環(huán),它使用NADHNADPH作為電子供體,將H2O2**為H2O。其他系統(tǒng)包括酶,例如超氧化物歧化酶,其催化超氧陰離子(O2-)歧化為O2H2O2,以及過氧化氫酶,其催化H2O2分解為H2OO2。


02

 

活性氧(ROS)的類型

  大多數(shù)細(xì)胞ROS作為線粒體氧化磷酸化的副產(chǎn)物或作為氧化還原酶和金屬催化氧化的中間體。由于氧原子在其外層電子殼的不同軌道上包含兩個不成對的電子,因此容易形成自由基。通過添加電子連續(xù)還原氧導(dǎo)致形成許多ROS,包括超氧陰離子(O2-)、過氧化氫(H2O2)、羥基自由基(?OH)、次氯酸(HOCI)、過氧亞硝酸根陰離子(ONOO)-)和一氧化氮(NO)。


 

03

 

過氧化氫

  過氧化氫(H2O2)是一種活性氧代謝副產(chǎn)物,是許多氧化應(yīng)激相關(guān)狀態(tài)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑。它參與了許多與**、動脈粥樣硬化、糖尿病血管病變、骨質(zhì)疏松癥、神經(jīng)變性和唐氏綜合癥有關(guān)的生物事件。

 

 

            1.細(xì)胞內(nèi)過氧化氫探針


04

 

羥基自由基

  細(xì)胞內(nèi)羥基自由基(?OH)的檢測對于理解適當(dāng)?shù)募?xì)胞氧化還原調(diào)節(jié)以及其失調(diào)對各種病理的影響至關(guān)重要。羥基自由基是活性氧(ROS)中的一種,可與其他分子高度反應(yīng)以實現(xiàn)穩(wěn)定性。一般而言,羥基自由基被認(rèn)為是氧化代謝的有害副產(chǎn)物,可對生命系統(tǒng)造成分子損傷。它的平均壽命為10-9納秒,幾乎可以與所有生物分子發(fā)生反應(yīng),例如DNA、線粒體DNA、蛋白質(zhì)和膜脂。


羥基自由基檢測

表一、細(xì)胞內(nèi)ROS選擇指南

 

 

表二、ROS選擇性探針和檢測試劑盒

 

 

表三、ROS生成方法

 

 

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