Reaktywne formy tlenu (ROS)

Reaktywne formy tlenu (ROS) są chemicznie reaktywnymi, zawierającymi tlen cząsteczkami, które są naturalnie wytwarzane jako produkt uboczny metabolizmu komórkowego. W warunkach fizjologicznych poziom ROS jest starannie regulowany, gdzie działają one jako posłańcy w normalnej transdukcji sygnału komórkowego, cyklu komórkowym, ekspresji genów i homeostazie.

Gdy generowane w nadmiarze, ROS ma potencjał, aby spowodować szereg szkodliwych zdarzeń. W wysokich stężeniach ROS wywołują stres oksydacyjny w komórkach, co prowadzi do późniejszego uszkodzenia makromolekuł komórkowych, takich jak kwasy nukleinowe, lipidy błonowe i białka komórkowe. Uszkodzenia oksydacyjne tych biomolekuł może uruchomić komórki apoptoza, jest związane ze starzeniem się, i został włączony do patogenezy różnych chorób, nowotworów i zaburzeń neurodegeneracyjnych, jak również, cukrzyca i zapalenie.

Ze względu na jego szkodliwe skutki, komórki mają kilka starannie regulowanych systemów zarządzania nadmiarem ROS. Najlepiej poznanym systemem jest cykl glutationowo-askorbinianowy, który detoksykuje H2O2 do H2O, używając NADH i NADPH jako donorów elektronów. Inne systemy obejmują enzymy takie jak dysmutaza ponadtlenkowa, która katalizuje dysmutację anionu ponadtlenkowego (O2) do O2 lub H2O2, oraz katalazę, która katalizuje rozkład H2O2 na H2O i O2.

Rodzaje ROS

 

Większość komórkowych ROS jest generowana endogennie jako produkty uboczne mitochondrialnej fosforylacji oksydacyjnej lub powstaje jako produkty pośrednie enzymów oksydoreduktaz i utleniania katalizowanego przez metale. Ponieważ atomy tlenu zawierają dwa niesparowane elektrony na oddzielnych orbitach zewnętrznej powłoki elektronowej, są one podatne na tworzenie rodników. Sekwencyjna redukcja tlenu poprzez dodanie elektronów prowadzi do powstania szeregu ROS, w tym anionu ponadtlenkowego (O2), hydrogen peroxide (H2O2), hydroxyl radical (•OH), hypochlorous acid (HOCl), peroxynitrite anion (ONOO), and nitric oxide (NO).

Redukcja tlenu i jego produktów ubocznych.
Redukcja tlenu i jego produktów ubocznych.

Nadtlenek wodoru

 

 

Nadtlenek wodoru (H2O2) jest reaktywnym produktem ubocznym metabolizmu tlenowego, który służy jako kluczowy regulator wielu stanów związanych ze stresem oksydacyjnym. Jest on zaangażowany w szereg zdarzeń biologicznych, które zostały powiązane z astmą, miażdżycą, miażdżycą naczyń krwionośnych, osteoporozą, neurodegeneracją i zespołem Downa. Być może najbardziej intrygującym aspektem biologii H2O2 jest ostatnie doniesienie, że przeciwciała mają zdolność do przekształcania tlenu cząsteczkowego w nadtlenek wodoru, co przyczynia się do normalnego rozpoznawania i niszczenia procesów układu odpornościowego. Pomiar tego reaktywnego gatunku pomoże określić, w jaki sposób stres oksydacyjny moduluje różne szlaki wewnątrzkomórkowe.

AAT Bioquest

Rodnik hydroksylowy

Wykrywanie wewnątrzkomórkowego rodnika hydroksylowego (•OH) ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia prawidłowej komórkowej regulacji redoks i wpływu jej rozregulowania na różne patologie. Rodnik hydroksylowy jest jedną z reaktywnych form tlenu (ROS), które są wysoce reaktywne z innymi cząsteczkami w celu osiągnięcia stabilności. Ogólnie rzecz biorąc, rodniki hydroksylowe są uważane za szkodliwy produkt uboczny metabolizmu oksydacyjnego, który może powodować uszkodzenia molekularne w żywych systemach. Wykazuje średni czas życia 10-9 nanosekund i może reagować z prawie każdą biocząsteczką, taką jak jądrowy DNA, mitochondrialny DNA, białka i lipidy błonowe.

 

Przewodnik wyboru wewnątrzkomórkowych ROS

Sondy i zestawy do oznaczania selektywności ROS

Metody generowania ROS

Reactive Oxygen Species (ROS) ROS Generation Method
Hydrogen peroxide (H2O2) 100 µM of H2O2
Hydroxyl radical (HO•) 100 µM of ferrous perchlorate (II) and 1 mM of H2O2
Hypochlorite anion (OCl) 3 µM (final) of OCl
Nitric oxide (NO) 100 µM of 1-hydroxy-2-oxo-3-(3-aminopropyl)-3-methyl-1-triazene (NOC-7)
Peroxyl radical (ROO•) 100 µM of 2,2′-azobis(2-amidinopropane), dihydrochloride (AAPH)
Peroxynitrite anion (ONOO) 3 µM (final) of ONOO
Singlet oxygen (1O2) 100 µM of 3-(1,4-dihydro-1,4-epidioxy-1-naphthyl)propionic acid
Superoxide anion (•O2) 100 µM KO2
Autooxidation 2.5 hours exposure to fluorescent light source

Inni dostawcy:

1