ОКИСНЕННЯ МІКРОСОМАЛЬНЕ

ОКИСНЕННЯ МІКРОСОМАЛЬНЕ (грец. micros — малий + soma — тіло) — напрямок оксигеназних реакцій, функцією яких є знешкодження ксенобіотиків та різних ендогенних сполук, у т.ч. токсичних. Назва цього різновиду біологічного окиснення походить від поняття «мікросоми», яка є фрагментом мембран ендоплазматичного ретикулуму клітин. Оксигеназними називають реакції, за яких відбувається безпосереднє приєднання до субстрату атомів кисню за участю ферментів оксигеназ. Ці реакції класифікують залежно від кількості атомів кисню, які приєднуються до субстратів, на монооксигеназні та діоксигеназні. Монооксигенази каталізують включення в субстрат (R), який окиснюється, лише одного атома кисню, який виступає як пластична речовина. Другий атом включається у молекулу води, а ферменти, які каталізують такі реакції, називають мікросомальними оксигеназами змішаної функції:

R–Н + ½O2 → ROH

Монооксигеназні системи сприяють утворенню реакційноздатного молекулярного кисню, переводячи його у синглетну форму, яка може реагувати з органічними речовинами. Загальна монооксигеназна реакція виглядає таким чином:

НАДФ·Н+Н+ + R–H + O2 → НАДФ+ + R–ОН + Н2О

Донорами водню в цій реакції можуть бути НАДФ·Н+Н+, ФМН·Н2, ФАД·Н2. При діоксигеназних реакціях до субстрату приєднуються водночас два атоми кисню: R + O2 → RO2, і такі реакції належать до системи перекисного окиснення.

Знешкодження ксенобіотиків та інших токсичних речовин відбувається у дві фази. До першої належать окисно-відновні, гідролітичні та інші реакції (гідроксилювання, дезалкілування, сульфоокиснення, окиснювального дезамінування та ін.), внаслідок чого у складі ксенобіотиків та ендогенних субстратів утворюються функціональні групи –ОН, –СООН, –SH, –NH2. Це сприяє збільшенню полярності молекул, які окиснюються. Спочатку деякі з них стають більш гідрофільними і виводяться з сечею. Більш гідрофобні сполуки з мол. м., яка перевищує 300 кД, можуть затримуватися у тканинах, з’єднуючись з білками чи утворюючи комплекси з ліпідами клітинних мембран. Вони частіше виводяться через кишечник, в який потрапляють із жовчю.

Мікросомальні оксигенази функціонують за участю цитохрому в5 і Р450. Це фермент сімейства гемопротеїнів, який може існувати у великій кількості ізоформ (за деякими джерелами — понад 1000), що виникають у відповідь на введення (або потрапляння) в організм будь-якого з величезної кількості ксенобіотиків. Ця система додаткова до системи імунного захисту. Відомо декілька сотень хімічних речовин (напр. фенобарбітал), які індукують цитохром Р450, активуючи окремі з численних генів (їх понад 150), які відповідають за його синтез. Основними ферментами мікросомального ланцюга є: перший ланцюг, який складається з двох ланок НАДФ·Н–Р450-редуктази, у простетичну групу якої входять ФАД і ФМН, і цитохрому Р450; другий ланцюг, який містить фермент НАД·Н-цитохром в5 і стеароїл-КоА-десатуразу.

Друга фаза О.м. забезпечує знешкодження ксенобіотиків та ендогенних субстратів за участю ферментів кон’югації. До перетворених залишків молекул ксенобіотиків і субстратів приєднуються окремі ендогенні метаболіти (глюкуронова і сірчана кислоти, гліцин, глутатіон та ін.), утворюючи парні сполуки — кон’югати, які виводяться з організму. Це — реакції синтезу, а мікросомальні ферменти, які беруть у них участь, належать до класу трансфераз і мають широку субстратну специфічність.

 Биохимия / Под ред. Е.С. Северина. — М., 2003; Біологічна хімія / Л.М. Вороніна, В.Ф. Десенко, Н.М. Мадієвська та ін. — Х., 2000; Клиническая биохимия / Под ред. В.А. Ткачука. — М., 2002.