каталаза что это такое
КАТАЛАЗА
Каталаза (H2O2:H2O2-оксидоредуктаза, КФ 1.11.1.6) — фермент, катализирующий реакцию разложения перекиси водорода на воду и молекулярный кислород. Биологическая роль состоит в разрушении перекиси водорода, образующейся в клетках в результате действия ряда флавопротеиновых оксидаз (ксантиноксидазы, глюкозооксидазы, моноаминоксидазы и др.). Присутствие Каталазы обеспечивает эффективную защиту клеточных структур от деградации под действием перекиси водорода. Генетически обусловленная недостаточность Каталазы является одной из причин наследственного заболевания у человека.
Каталитический распад перекиси водорода в присутствии животных и растительных тканей или их гомогенатов впервые наблюдал Тенар (L. J. Thenard, 1818). Позднее Шенбейн (Ch. F. Schonbein, 1863) объяснил процесс разложения перекиси водорода живыми тканями действием фермента, который и был выделен в 1901 г. Левом (О. Loew), назвавшим его каталазой.
Методика выделения Каталазы основана на последовательном фракционировании экстрактов животных и растительных тканей органическими растворителями и сульфатом аммония. Первый кристаллический препарат К. был получен Самнером (J. В. Sumner) в 1937 г.
Каталаза является гемопротеидом, его простетической группой служит феррипротопорфирин IX, содержащий трехвалентный ион железа. Молекула К. состоит из четырех, вероятно, идентичных субъединиц и имеет соответственно четыре простетические группы. Феррипротопорфириновые группы прочно связаны с апоферментом и не отделяются от него при диализе. К., выделенная из печени или эритроцитов млекопитающих, имеет коэффициент седиментации 11,1—11,8S, изоэлектрическую точку при pH 5,4—5,8 и мол. вес (массу) ок. 240 000. Кроме характерной для белков полосы поглощения при 280 нм, в спектре поглощения К. имеется интенсивная полоса при 400—409 нм (полоса Соре) и полосы с максимумами при 622, 540, 500 нм, обусловленные наличием простетических групп.
Каталаза разлагает перекись водорода с исключительно высокой скоростью. При pH 7,0 и t° 20° одна молекула К. разлагает в секунду до 105 молекул H2O2. Оптимальное значение pH для К. лежит в интервале 6,0—8,0. Общепринятый механизм действия К., предложенный Чансом (В. Chance, 1948), предполагает образование промежуточного комплекса фермента с H2O2 («соединение I»), который взаимодействует затем со второй молекулой перекиси водорода. Образование «соединения I» может быть зарегистрировано спектроскопическим методом по снижению интенсивности поглощения в полосе Соре. «Соединение I» может также взаимодействовать с различными донорами водорода (аскорбиновой к-той, фенолами, метиловым и этиловым спиртом и др.), окисляя их за счет H2O2. В этом случае К. проявляет пероксидазную активность (см. Пероксидазы). Кроме H2O2, К. способна образовывать первичные комплексы с гидроперекисями метила и этила.
Активность К. ингибируется цианидом, фторидом, азидом, сульфидом, ацетатом, 3-амино-1,2,3-триазолом и его аналогами. К. быстро инактивируется в р-ре при pH больше 10,0 и меньше 4,0 и в присутствии высоких концентраций мочевины или других вызывающих разрыв водородных связей агентов. Инактивация фермента связана с образованием каталитически неактивных субъединиц.
Методы определения активности Каталазы основаны на регистрации образующегося в процессе реакции 02 (манометрическим или полярографическим методами) или на измерении текущей (спектрофотометрическим) или остаточной (перманганатометрическим, йодометрическим и другими методами) концентрации перекиси водорода. Поскольку H2O2 является сильным окислителем, инактивирующим фермент, определение активности К. проводят при низких концентрациях субстрата и t° 0—10°. Для определения активности К. в крови широко используют метод Баха — Зубковой (см. Баха — Зубковой метод).
Активность К. в эритроцитах остается неизмененной при ряде заболеваний, только при злокачественной анемии и других макроцитарных анемиях увеличивается так наз. Каталазный индекс (каталазная активность определенного объема крови, деленная на количество эритроцитов в этом объеме в млн.). При злокачественных новообразованиях отмечается уменьшение активности К. в печени и в почках, причем существует зависимость между величиной и скоростью роста опухоли и степенью уменьшения активности К. в печени. Из некоторых опухолей выделены фракции, которые при введении экспериментальным животным вызывали у них снижение активности К. в печени. Эти фракции были названы токсогормонами.
При наследственной недостаточности Каталазы, наследуемой по рецессивному типу, развивается заболевание, носящее название акаталазия и заключающееся в отсутствии активности К. или сильно пониженной ее активности в сыворотке крови (см. Акаталазия). Это заболевание характеризуется изъязвлением слизистой оболочки носа и рта, иногда с выраженными гангренозными изменениями.
Библиография: Крайнев С. И. О формах каталазы в эритроцитах человека, Биохимия, т. 35, в. 4, с. 662, 1970, библиогр.; Михлин Д. М. Биохимия клеточного дыхания, М., 1960; Полторак О. М. и Чухрай Е. С. О механизме действия каталазы, Вестн. Моск. ун-та, сер. хим., № 6, с. 656, 1971; Ферменты, под ред. А. Е. Браунштейна, с. 215, М., 1964; Takahara S. Progressive oral gangrene probably due to lack of catalase in blood (acatalasaemia), Lancet, v. 2, p. 1101, 1952.
Каталаза
Полезное
Смотреть что такое «Каталаза» в других словарях:
Каталаза — Обозначения Символы … Википедия
каталаза — фермент, катализирующий разложение перекиси водорода, образующейся в процессе биол. окисления, на воду и молекулярный кислород–2H2O2 – 2H2O + O2 Обнаруживается у большинства аэробов и некоторых анаэробов. (Источник: «Микробиология: словарь… … Словарь микробиологии
КАТАЛАЗА — фермент класса оксидоредуктаз; катализирует разложение токсичного для живых клеток пероксида водорода на воду и кислород. Содержится в лизосомах … Большой Энциклопедический словарь
КАТАЛАЗА — фермент класса оксидоре дуктаз; катализирует реакцию разложения токсичной для организма перекиси водорода (H2O2) с образованием Н2О и О2. Широко распространена в живых клетках, где вместе с ферментами, образующими Н2О2 (оксидазами аминокислот и… … Биологический энциклопедический словарь
каталаза — сущ., кол во синонимов: 1 • фермент (253) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
каталаза — каталаза. См. пероксидазы. (Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А., Лисовенко Л.А., Москва: Изд во ВНИРО, 1995 г.) … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.
КАТАЛАЗА — КАТАЛАЗА, название, данное Левом(Loew) в 1901 г. ферменту, разлагающему На02 на воду и молекулярный кислород. Существование органического катализатора, обладающего способностью разлагать Н202, было известно уже Тенару (Thenard), который в 1818… … Большая медицинская энциклопедия
каталаза — Фермент, катализирующий разложение пероксида водорода на воду и кислород [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN catalase … Справочник технического переводчика
каталаза — фермент класса оксидоредуктаз; катализирует разложение токсичного для живых клеток пероксида водорода на воду и кислород. Содержится в лизосомах. * * * КАТАЛАЗА КАТАЛАЗА, фермент класса оксидоредуктаз; катализирует разложение токсичного для живых … Энциклопедический словарь
каталаза — (гр. katalysis разрушение) фермент, разлагающий перекись водорода, образующуюся в процессе биологического окисления, на воду и молекулярный кислород; участие каталазы в тканевом дыхании обеспечивает разрушение токсической перекиси водорода. Новый … Словарь иностранных слов русского языка
каталаза — catalase каталаза [КФ 1.11.1.6]. Фермент класса оксидоредуктаз, катализирующий реакцию разложения перекиси водорода и локализованный в пероксисомах
. (Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.
Каталаза
| Обозначения | |
|---|---|
| Символы | CAT |
| Entrez Gene | 847 |
| HGNC | 1516 |
| OMIM | 115500 |
| RefSeq | NM_001752 |
| UniProt | P04040 |
| Другие данные | |
| Шифр КФ | 1.11.1.6 |
| Локус | 11-я хр., 11p13 |
Каталаза (от греч. χαταλύω — разрушаю [источник не указан 415 дней] ) — фермент (КФ 1.11.1.6), который разлагает образующуюся в процессе биологического окисления перекись водорода на воду и молекулярный кислород (2H2O2 → 2H2O + O2), а также окисляет в присутствии перекиси водорода низкомолекулярные спирты и нитриты. Содержится почти во всех организмах. Участвует в тканевом дыхании.
Каталаза была получена в кристаллическом состоянии. Её молекулярная масса оценивается в 250 кДа. Фермент широко распространён в клетках животных, растений и микроорганизмов. Относится к хромопротеидам, имеющим в качестве простетической (небелковой) группы окисленный гем. Специфичность каталазы в отношении к субстрату-восстановителю невелика, поэтому она может катализировать не только разложение H2O2, но и окисление низших спиртов. Функция каталазы сводится к разрушению токсической перекиси водорода, образующейся в ходе различных окислительных процессов в организме.
См. также
Примечания
Полезное
Смотреть что такое «Каталаза» в других словарях:
каталаза — фермент, катализирующий разложение перекиси водорода, образующейся в процессе биол. окисления, на воду и молекулярный кислород–2H2O2 – 2H2O + O2 Обнаруживается у большинства аэробов и некоторых анаэробов. (Источник: «Микробиология: словарь… … Словарь микробиологии
КАТАЛАЗА — фермент класса оксидоредуктаз; катализирует разложение токсичного для живых клеток пероксида водорода на воду и кислород. Содержится в лизосомах … Большой Энциклопедический словарь
КАТАЛАЗА — фермент класса оксидоре дуктаз; катализирует реакцию разложения токсичной для организма перекиси водорода (H2O2) с образованием Н2О и О2. Широко распространена в живых клетках, где вместе с ферментами, образующими Н2О2 (оксидазами аминокислот и… … Биологический энциклопедический словарь
каталаза — сущ., кол во синонимов: 1 • фермент (253) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
каталаза — каталаза. См. пероксидазы. (Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А., Лисовенко Л.А., Москва: Изд во ВНИРО, 1995 г.) … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.
КАТАЛАЗА — КАТАЛАЗА, название, данное Левом(Loew) в 1901 г. ферменту, разлагающему На02 на воду и молекулярный кислород. Существование органического катализатора, обладающего способностью разлагать Н202, было известно уже Тенару (Thenard), который в 1818… … Большая медицинская энциклопедия
каталаза — Фермент, катализирующий разложение пероксида водорода на воду и кислород [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN catalase … Справочник технического переводчика
каталаза — фермент класса оксидоредуктаз; катализирует разложение токсичного для живых клеток пероксида водорода на воду и кислород. Содержится в лизосомах. * * * КАТАЛАЗА КАТАЛАЗА, фермент класса оксидоредуктаз; катализирует разложение токсичного для живых … Энциклопедический словарь
каталаза — (гр. katalysis разрушение) фермент, разлагающий перекись водорода, образующуюся в процессе биологического окисления, на воду и молекулярный кислород; участие каталазы в тканевом дыхании обеспечивает разрушение токсической перекиси водорода. Новый … Словарь иностранных слов русского языка
каталаза — catalase каталаза [КФ 1.11.1.6]. Фермент класса оксидоредуктаз, катализирующий реакцию разложения перекиси водорода и локализованный в пероксисомах
. (Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.
Каталаза: ферментативные функции в организме человека
Каталаза – это фермент, который в организме человека принимает участие в обмене веществ и в расщеплении пероксида водорода, обладает очень мощными антиоксидантными свойствами.
Что представляет собой каталаза / краткое описание
Каталаза обеспечивает разложение перекиси водорода на воду и молекулярный кислород. В этом и заключаются ее антиоксидантные свойства. Перекись водорода образуется в клетках организма в результате некоторых химических процессов под воздействием определенных ферментов. Накопление ее в организме приводит к разрушению и гибели клеток. Каталаза предотвращает этот процесс. По-другому ее еще называют гемопротеином. То есть это небелковое вещество, но связанное с белком.
Что такое пероксид / перекись водорода
Пероксид водорода – это мощнейший оксидант, или по-другому свободный радикал. Он образуется при дыхании клеток.
Функции и активность каталазы
Главная функция каталазы – расщепление пероксида водорода на молекулярный кислород и воду. Она принимает участие в обмене веществ и пищеварении.
Каталаза действует в организме всегда. Это ее задача – защита организма и обезвреживание разрушительных окислителей. Наибольшее ее количество содержится в печени. Действует она в эритроцитах при самых разных заболеваниях. Однако, есть данные исследований, что при злокачественных опухолях ее активность в почках и в печени заметно снижается. Зависимость размера опухоли зависит от снижения активности каталазы.
Каталаза содержится в коже всего тела. Благодаря ее антиоксидантным свойствам и прямым функциям, кожа получает в результате влагу и кислород. Так, действие фермента каталазы не только обеспечивает защиту организму от свободных радикалов, но еще увлажняет его и обеспечивает свободное дыхание. А это значит здоровье и молодость.
Старение организма происходит по нескольким причинам. Одна из них – уменьшение количества и активности каталазы в организме. Тогда начинается активное накопление свободных радикалов, или окислителей. Предотвратить это можно при помощи натуральных антиоксидантных препаратов. Например, все пептидные биорегуляторы, или Цитомаксы и Цитогены, являются природными антиоксидантами и/или содержат их в своем составе.
Также практически вся продукция НПЦРиЗ содержит антиоксидантные компоненты в своем составе. Это и онкопротекторы, женские онкопротекторы для репродуктивной системы (Мамитон) и другие. Вот некоторые из них: Олекап, Панаксод, химиорадиопротектор Ревиплант, и другие.
Антиоксидантные ферменты бактерий
АНТИОКСИДАНТНЫЕ ФЕРМЕНТЫ МИКРООРГАНИЗМОВ
Гемсодержащие антиоксидантные ферменты (АОФ)
Подробнее об антиоксидантных свойствах бифидо- и пропионовокислых бактрий см. перейдя по кнопке-ссылке:
Информация представленная ниже посвящена антиоксидантным ферментам (АОФ), значительный синтез которых обнаружен у ПКБ. Однако и другие бактерии способны продуцир овать некоторые АОФ, например супероксиддисмутазу (СОД), хотя и не так выраженно, как ПКБ. Тем не менее, наиболее известные пробиотики, лакто- и бифидобактерии, являются (как правило) каталаза-отрицательными бактериями, т.е. в отличие от ПКБ не синтезируют антиоксидантный фермент каталазу (CAT). Тем не менее, лакто- и бифидобактерии, как и ПКБ, являются перспективными источниками безопасных пищевых биоантиоксидантов, т.к. синтезируют другие различные антиоксидантные молекулы, делающие указанные микроорганизмы потенциальными терапевтическими агентами для благотворного воздействия на здоровье хозяина путем защиты от оксидативного стресса. Подробнее об этом см. по выше указанной кнопке-ссылке.
СУПЕРАНТИОКСИДАНТЫ
Многие заболевания, начиная от нейродегенеративных и заканчивая некоторыми типами рака, связаны с окислительным стрессом, когда процесс синтеза активных форм кислорода выходит из-под контроля. Введение антиоксидантов может способствовать уменьшению токсичного воздействия радикалов.
Антиоксидантная ферментная система
Как и у животных, пробиотики также имеют свои собственные антиоксидантные ферментативные системы. Одним из наиболее известных из этих ферментов является супероксиддисмутаза (СОД или SOD). Супероксид является одним из наиболее распространенных АФК, вырабатываемых митохондриями, в то время как СОД катализирует расщепление супероксида на перекись водорода и воду и, следовательно, является центральным регулятором уровня АФК. Все СОД являются металлопротеинами : бактерии могут использовать Fe-SOD (как ПКБ) и Mn-SOD, но млекопитающие используют как цитоплазматические, так и внеклеточные формы Cu, Zn SOD и митохондриальные Mn-SOD, которые в эволюционном отношении тесно связаны с бактериальными Mn-SOD. В исследовании Kullisaar с коллегами Lactobacillus fermentum E-3 и E-18 смогли экспрессировать Mn-SOD, чтобы противостоять окислительному стрессу [Kullisaar T., et al. Two antioxidative lactobacilli strains as promising probiotics. Int. J. Food Microbial. 2002, 72, 215–224]. Хотя антиоксидантная активность СОД хорошо известна, терапевтическое применение СОД ограничено, главным образом из-за его короткого периода полувыведения из кровообращения, что ограничивает его биодоступность. Для решения этой проблемы были предприняты попытки найти подходящие транспортные средства для СОД. Пробиотические бактерии, способные к локальной доставке СОД, открывают новый подход к заболеваниям, характеризующимся продуцированием АФК.
Лактобациллы, как и бифидобактерии обычно являются CAT-отрицательными [см.: Spyropoulos, B.G., et. al. Antioxidant properties of probiotics and their protective effects in the pathogenesis of radiation-induced enteritis and colitis. Dig. Dis. Sci. 2011, 56, 285–294].
Итак, ранее мы уже отмечали, что в отличие от других пробиотических микроорганизмов у пропионовокислых бактерий установлен значительный (!) синтез гемсодержащих (см. гем ) антиоксидантных ферментов каталазы, пероксидазы и супероксиддисмутазы (СОД). Стоит сказать, что в отличие от низкомолекулярных антиоксидантов, которые могут связать ограниченное число (как правило, одну) молекул радикалов, антиоксидантные ферменты могут нейтрализовать активные формы кислорода одну за другой, а потому являются своеобразными суперантиоксидантами.
кратко о защите ДНК от свободных радикалов
Некоторые микроорганизмы симбионтной микрофлоры, участвущие в биосинтезе антиоксидантных ферментов, нейтрализуют свободные радикалы и тем самым помогают нам устранить причины р азрушения ДНК, провоцирующие мутагенез и замедлить процессы старения.
Таким образом, система ДНК-репарации направлена не на нейтрализацию свободных радикалов, а на устранение их эффектов на молекуле ДНК. Разумеется, действие антиоксидантных ферментов, связывающих свободные радикалы, препятствует повреждению молекулы ДНК.
ФЕРМЕНТЫ: КАТАЛАЗА, ПЕРОКСИДАЗЫ и СУПЕРОКСИДДИСМУТАЗА (СОД)
Каждая клетка человеческого организма обладает собственной антиоксидантной защитой. Основным фактором, ограничивающим разрушающее влияние свободных радикалов в организме, являются 2 антиоксидантные системы: ферментативная (антиоксиданты: супероксиддисмутаза, каталаза, глутатионпероксидаза) и неферментативная (антиоксиданты: аскорбат, токоферол, глутатион и др.).
Синтезируемые пропионовокислыми бактериями антиоксидантные (прокариотические) ферменты, супероксиддисмутаза (СОД) и каталаза, также как и одноименные (эукариотиические) антиокислительные ферменты человеческого организма, образуют антиоксидантную пару, которая борется со свободными радикалами кислорода, не давая им возможности запустить процессы цепного окисления.
РОЛЬ СУПЕРОКСИДДИСМУТАЗЫ (СОД) В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА
Супероксиддисмутаза или СОД является одним из четырех природных ферментных антиоксидантов, которые вырабатываются естественно в организме человека, и действие которых направлено на то, чтобы уменьшить ущерб, наносимый свободными радикалами. В дополнение к супероксиддисмутазe (СОД) к группе ферментных антиоксидантов относятся каталазa (KAT), пероксидазы (в частности, глутатионпероксидаза (ГП)) и глутатионредуктаза (ГР). Эта группа антиоксидантов отличается от других антиоксидантов, которые классифицируются как неферментные.
ИСТОЧНИКИ СВОБОДНЫХ РАДИКАЛОВ
Пагубное действие на организм многих радиационных излучений и многих химических мутагенов связано с возникновением свободных радикалов. (Дубинин, 1976; Petkau, 1987; Порошенко, Абилев, 1988). Потенциальными биологическими мишенями для радикальной атаки служат липиды, белки, нуклеиновые кислоты. Свободные радикалы часто вовлекаются в активацию многих типов прокарциногенов и промутагенов, превращая их в карциногены и мутагены и связывая эти активированные формы с ДНК (Pryor, 1986). Пероксидный радикал может вызывать повреждения ДНК, а система, продуцирующая супероксидные радикалы, провоцирует возникновение гидроксильных радикалов (и опасный синглетный кислород), образующих радикальные сайты на ДНК. Лучевая болезнь, многие формы рака и ряд других тяжелых заболеваний связаны прямо или косвенно с образованием радикалов. Свободные радикалы содержатся в сигаретном дыме (Pryor, 1985), являющимся опухолеродным агентом.
И в слюне и в человеческой сыворотке содержится супероксиддисмутаза (СОД), пероксидаза и каталаза – антиокислители (ферменты), снижающие уровень H2O2 (перекиси водорода) и O2 и представляющие собой одну из форм естественной защиты организма от действия мутагенных факторов (Nishioka, Nunoshiba, 1986). Клинические исследования показали, что СОД оказывает высокий положительный эффект при лечении сердечных приступов, связанных с повреждением сердечной мышцы (Fass, 1988). СОД имеет перспективы применения не только в медицине, но и в пищевой промышленности, где в сочетании с каталазой и пероксидазой может использоваться для предотвращения окисления липидов и других ценных компонентов пищи (Taylor, Richardson, 1974).
Таблица 1. Классификация и распределение СОД.
СОД (SOD) можно разделить на 2 группы по структуре : Cu/Zn-SOD первая группа, и Mn-SOD и Fe-SOD вторая группа. Естественно возникающие SOD имеют различные ионы активного центра, но каталитически активные места имеют высокую степень структурной идентичности и эволюционной консервации, т.е. ионы активного центра представляют собой тетрагональную пирамиду или тетраэдр, состоящий из 3 или 4 молекул гистидина (His), имидазолила и 1 H 2 O.
Интересное дополнение по поводу бактериальных СОД
Анаэробные, но аэротолерантнные бактерии Propionibacterium freudenreichii sp. shermanii содержат одну супероксиддисмутазу, проявляющую сравнимую активность с железом или марганцем в качестве кофактора металла. Образование супероксиддисмутазы не зависит от добавки железа или марганца в питательную среду. Даже в отсутствие этих металлов белок строится в сопоставимых количествах. Бактерии, выращенные в отсутствие железа и марганца, синтезируют супероксиддисмутазу с очень низкой активностью, в состав которой входит медь. Если среда также не содержала меди, в нее включали кобальт, что приводило к ферментативно неактивной форме. В отсутствие кобальта была создана ферментативно неактивная супероксиддисмутаза с неизвестным содержанием металлов. После аэрации количество супероксиддисмутазной активности непрерывно увеличивалось до 9 ч благодаря синтезу белка de novo. Эта супероксиддисмутаза включила железо в активный центр. Супероксиддисмутаза Propionibacterium shermanii способна образовывать гораздо более широкий спектр комплексов с ионами микроэлементов in vivo, чем это было признано ранее, что позволяет предположить, что первоначальной функцией этих белков было связывание цитоплазматических микроэлементов, присутствующих в избытке.
Также бактерии, которые выработали СОД, проявляющие активность только с железом или марганцем, могут инкорпорировать другой металл in vivo, если нативный металл недоступен. Это было тщательно изучено в Escherichia coli, имеющей конститутивный Fe-SOD и индуцибельный Mn-SOD. Несмотря на высокое структурное сходство и сравнимые каталитические константы, гены Mn- и Fe-SOD по-разному реагируют на сигналы окружающей среды. Транскрипция Mn-SOD регулируется не только кислородом или окислительно-восстановительными препаратами, но и железом сложным образом. Напротив, активность Fe-SOD не отвечает ни на один из этих факторов. Поэтому Fe-SOD обычно считается конститутивным, а Mn-SOD индуцибельным, особенно в отношении окислительного стресса.
Со времени открытия СОД у анаэробных бактерий в сопоставимых количествах с аэробными организмами (у анаэробных Methanobacterium bryantii СОД достигает до 0,4%], а у P. shermanii до более чем 1% цитоплазматических белков) возникли сомнения по поводу ферментативной функции СОД и возникли вопросы о другой «активности». Наблюдение, что СОД P. shermanii включает множество металлов in vivo, предполагает гипотезу, что этот белок первоначально функционировал, чтобы сформировать комплексы с избытком следовых металлов, которые были токсичны для организмов. Это все еще может быть причиной, по которой СОД синтезируется анаэробными бактериями. С увеличением концентрации кислорода в окружающей среде дисмутация супероксидных радикалов, вероятно, стала основной функцией в аэробных организмах.
Признаки дефицита СОД в организме:
Существенная роль отводится супероксидным радикалам в развитии воспалительных и других хронических заболеваний. Результатом исследования этих процессов явилось использование СОД в качестве противовоспалительного средства (орготеин, пероксинорм), а также применение в составе др. антиоксидантных препаратов (см. рис.):
Эти дополнительные свободные радикалы наносят ущерб окружающей ткани и на протяжении многих лет вызывают её постепенные физиологические изменения, в результате которых появляются видимые признаки старения. Для оказания помощи в нейтрализации активных форм кислорода в клетках, человеческий организм разработал ферментативную антиоксидантную систему, состоящую из четырех ферментов, перечисленных выше.
Прим.: Исследования, проведенные на дрозофилах (плодовые мушки), показали, что повышение уровня супероксиддисмутазы СОД может замедлить процесс старения. Когда генетические характеристики плодовых мух были изменены и уровни СОД повышены, средняя продолжительность жизни мух увеличилась до 40%.
Итак, СОД является эндогенным акцептором свободных кислородных радикалов, избыточное накопление которых в клетке имеет значение в развитии целого ряда кислород зависимых патологических процессов (гипоксия, воспаление, интоксикация и др.) СОД удаляет супероксидные радикалы и предотвращает образование других, более опасных для организма свободных радикалов: гидроксильного радикала и синглетного кислорода. Кроме того, СОД предотвращает накопление в очаге воспаления нейтрофилов, которые секретируют значительные количества лизосомальных ферментов, разрушающих близлежащие ткани. Очевидно, что лекарственные препараты на основе СОД являются наиболее перспективными среди противовоспалительных препаратов.
Кроме общебиологического значения данного фермента, связанного с основополагающей ролью эндогенного антиоксиданта, пристальное внимание к данному белку привлечено в связи с его высокой лекарственной эффективностью. СОД воздействует на ключевые этапы заболеваний различной природы (вирусные и бактериальные инфекции, аутоиммунные заболевания, болезни ЦНС, радиационные поражения и др.), что определяет перспективность применения препаратов на основе СОД в ревматологии, кардиологии, офтальмологии, гастроэнтерологии и т.д.
РАБОТА ФЕРМЕНТНОЙ ЗАЩИТЫ
Итак, передовой линией защиты от токсического действия производных O2 являются ферменты: супероксиддисмутаза, захватывающая молекулы O2 – , каталаза и пероксидаза, улавливающие H2O2. Они сводят до минимума концентрацию в клетке O2 – и H2O2 и не дают им возможности взаимодействовать с образованием гидроксильного радикала ОН*, превосходящего супероксидный радикал O2 – по окислительной активности и токсичности.
Источником возникновения О Н * могут служить также реакции одноэлектронного окисления перекиси водорода, катализируемые железосодержащими соединениями, всегда имеющимися в клетках:
Иными словами, избыточное накопление перекиси водорода Н2О2 очень токсично, особенно для нефагоцитирующих клеток. Накопление пероксидов и генерация свободных радикалов может приводить к повреждению мембран (рак, атеросклероз).
Т.е. для предотвращения повреждающего действия пероксидов служат две ферментативные системы:
Простетической группой пероксидаз (т.е. небелковым и не производным от аминокислот компонентом, ковалентно связанным с белком) является протогем, т.е. п ероксидазы — сложные белки-гемопротеиды, активным центром которых является железо гема. Ферменты этого типа широко представлены у растений, а также встречаются в молоке, лейкоцитах, тромбоцитах и тканях, продуцирующих эйкозаноиды.
Пероксидазы найдены в тканях человека и животных, в бактериях и растениях. Субстратами пероксидаз служат полифенолы, ароматические амины, аскорбиновая кислота и т. д., а донаторами кислорода, наряду с Н2O2, могут быть органические перекиси.
Эта реакция напоминает пероксидазную, только вместо RH2 используется Н2О2. Каталазу находят в крови, костном мозге, слизистых оболочках, печени, почках, т.е. в клетках, где происходит интенсивное окисление с образованием Н2О2.
Поскольку перекись водорода H2O2, также является радикалом и оказывает повреждающее действие, в клетке происходит ее постоянная инактивация ферментом каталазой. Каталаза катализирует расщепление перекиси водорода H2O2 до молекул воды и кислорода и может разложить 44 000 молекул H2O2 в секунду.
Биологическое значение Каталазы заключается именно в разложении перекиси водорода, которая образуется в клетках при воздействии ряда флавопротеиновых оксидаз, чем обеспечивается действенная защита клеточных структур от разрушения, которое осуществляет перекись водорода. Если вследствие генетических причин возникает дефицит Каталазы развивается акаталазия. Это наследственная болезнь, клиническими проявлениями которой являются изъязвления слизистой носа и полости рта, а в некоторых случаях явно выраженные выпадение зубов и атрофические изменения альвеолярных перегородок.
Таким образом, ферменты каталаза и пероксидаза в сочетании с СОД создают клеткам антиокислительную защиту
Каталаза, пероксидазы, супероксиддисмутаза (СОД), система ДНК-репарации, а также различные субстраты, участвующие в нейтрализации свободных радикалов, составляют антиоксидантную ферментную систему микроорганизмов
На основании изложенного можно сделать вывод, что антиоксидантная ферментная система дружественных нам бактерий также играет огромную роль в защите клеток нашего организма от постоянных и многочисленных атак свободными радикалами кислорода. Антиоксидантные ферменты (АОФ) микроорганизмов, препятствуя запуску процессов цепного окисления, предотвращают в т.ч. и процессы разрушения ДНК свободными радикалами, которые в свою очередь провоцируют процессы мутации (мутагенез).
ОТСУТСТВИЕ КАТАЛАЗЫ У МОЛОЧНОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ
Отсутствие каталазы у молочнокислых бактерий связано с тем, что они не могут синтезировать гем — простетическую группу фермента, но способны к синтезу апофермента. При добавлении гемовых групп извне молочнокислые бактерии образуют гемсодержащую каталазу. У ряда молочнокислых бактерий обнаружена каталаза, не содержащая гемовой группы, названная поэтому псевдокаталазой. Выделенный фермент состоит из шести идентичных полипептидных цепей, соединенных между собой нековалентными силами. Каждая субъединица содержит 1 атом марганца.
Прим.: Перекись водорода, возникающая в результате взаимодействия клеток с O2, устраняется и неферментативными путями. Известно, что ионы Fe 2+ в водном растворе ускоряют восстановление H2O2 до H2O. В клетке всегда содержится некоторое количество ионов железа. Разрушение H2O2 может происходить и за счет выделяющихся в культуральную среду восстановленных веществ.
Резкое возрастание масштабов взаимодействия прокариот с O2 при функционировании метаболизма аэробного типа делает неэффективными неферментативные пути устранения H2O2. Для разложения перекиси водорода, образующейся в больших количествах, необходимы ферменты, повышающие скорость разложения H2O2 на несколько порядков. Это обеспечивается каталазой и пероксидазой. Таким образом, в условиях активного взаимодействия клеток с O2, делающего возможным аэробную жизнь, система ферментной защиты от его токсических эффектов сформирована с участием супероксиддисмутазы, каталазы и пероксидазы в качестве необходимых компонентов.
Основные позитивные воздействия СОД (Супероксиддисмутазы) на системы человеческого организма
Антиоксидантное; регенерирующее; ранозаживляющее; противоаллергическое; противовоспалительное; антиатерогенное; противоожоговое; геропротекторное; радиопротекторное; кардиопротекторное; онкопротекторное; антитоксическое; антивирусное; поддержка функции половых желез.
Защита от преждевременного старения: длительность жизни человека тесно связана с концентрацией СОД в теле и органах.
Защита кожного покрова:
Сохранение волос:
Использование СОД полезно при:
профилактике старения организма; профилактике рака; воспалительных процессах (альтернатива кортикостероидам); снижении АД; снижении уровня липидов и сахара в крови; миокардиальной ишемии; сахарном диабете; эмфиземе легких; респираторных инфекциях; пневмонии; гепатопатии; нефропатии; цистите; воспалении толстого кишечника; проктите; ожогах; дерматомиозитах; механических травмах глаз; ожогах роговиц; дистрофии роговицы различного генеза; инфекционных кератитах (в составе комплексной терапии); первичной глаукоме (в составе комплексной терапии); предотвращении повреждений при радиационной терапии; остеоартрите; ревматическом артрите; бурсите; красной волчанке; обработке сигарет для уменьшения содержания нефтяных смол и никотина.
Будьте здоровы!
ССЫЛКИ К РАЗДЕЛУ О ПРЕПАРАТАХ ПРОБИОТИКАХ