Влияние типа мицеллообразователя на механизм окисления ПНЖК

ВВЕДЕНИЕ 4
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
1.1. Свободно-радикальное перекисное окисление липидов и белков 6
1.2 Механизм окисления ПНЖК 15
1.2.1 Процессы ПОЛ в биологических системах 17
1.2.2 Механизм окисления ПНЖК и их эфиров в гомогенных системах 21
1.2.3 Механизм окисления ПНЖК и их эфиров в мультифазных системах 32
1.3 Поверхностно-активные вещества 38
1.3.1 Анионоактивные ПАВ 42
1.3.2 Катионоактивные ПАВ 44
1.3.3 Амфотерные ПАВ 46
1.3.4 Неионогенные ПАВ 47
1.3.5 Смеси анионных и катионных ПАВ 49
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 51
2.1 Применяемые материалы 51
2.2 Методы исследования 52
2.2.1 Метод контролируемой цепной реакции (метод инициаторов) 52
2.2.2 Мониторинг концентрации кислорода 53
2.2.3 Волюмометрическая установка 54
2.2.4 Кинетическая спектроскопия ЭПР 57
2.2.5 Спектрофотометрический метод 57
2.2.6 Статистическая обработка данных 58
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА 59
3.1 Окисление Triton X-100 в фосфатном буферном растворе 59
3.2 Окисление Triton X-100 в деионизованной воде 60
3.3 Окисление метиллинолеата в мицеллах Triton X-100 в деионизованной воде 63
3.4 Окисление метиллинолеата в мицеллах SDS в деионизованной воде 67
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 74
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 76

Весь текст будет доступен после покупки

Полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) и их эфиры являются высокоактивными функциональными молекулами. Они могут действовать в качестве индукторов факторов транскрипции, регулирующих синтез белка, лигандов в трансдукции сигналов, компонентов мембраны, которые способствуют изменению ее текучести, проницаемости и динамики. ПНЖК играют ключевые роли во многих биологических процессах, таких как иммунный ответ, генная регуляция, старение, воспалительные реакции [1, 2].
Перекисное окисление липидов является основной причиной нестабильности природных масел и других липидсодержащих продуктов. Особенно неустойчивы к действию кислорода полиненасыщенные жирные кислоты, имеющие в своей структуре две или более двойных связей. Изучение свободно-радикального цепного окисления ненасыщенных жирных кислот в клетке является важной научной проблемой, которая находится в точке пересечения целого ряда смежных дисциплин. Прежде всего, проблема перекисного окисления липидов в биологических мембранах находится, как и вообще биология мембран, на рубеже между биоорганической химией и биофизикой. Изучение перекисного окисления липидов сблизило и две другие науки: химическую кинетику и патологию. Как и в случае других органических соединений, перекисное окисление липидов подчинено кинетическим закономерностям, характерным для цепных реакций, которые изучены на объектах, далеких от биологии, скажем, на примере жидкофазного окисления органических соединений. В процессе жизнедеятельности образуются свободные радикалы, которые способны разрушать биологические системы. Для предотвращения разрушения этих систем свободными радикалами в организме содержатся разнообразные антиоксиданты. К природным антиоксидантам относятся замещенные гидрохиноны (QH2). Изучение механизма действия и определения антиоксидантной активности таких соединений по отношению к свободным радикалам представляет большой интерес для органической химии, биологии и медицины [3].

Весь текст будет доступен после покупки

1.1. Свободно-радикальное перекисное окисление липидов и белков
Липиды могут окисляться как in vitro, так и in vivo. В живом организме аутоокисление липидов является медленным процессом. Но, если создать условия, при которых липиды могут подвергнуться свободно-радикальной атаке, то они теряют атом водорода, переходят в свободно-радикальную форму (L•) и легко взаимодействуют с молекулярным кислородом, то есть окисляются (LO•). Этот процесс называется перекисным окислением липидов (ПОЛ). Полиненасыщенные жирные кислоты особенно чувствительны к перекисному окислению. Они имеют большое число ненасыщенных связей в их углеродной цепочке. Они служат наилучшим субстратом для перекисного окисления благодаря наличию в их структуре бис-аллильной метиленовой группы, СН2. Углерод-водородная связь, которая находится в последующем положении за двойной связью (СН=СН-СН2) в этой активированной ?-метиленовой группе, имеет более низкую энергию диссоциации связи, чем в других группах, и является хорошей мишенью для свободных кислородных радикалов. Поэтому, начальной стадией ПОЛ является удаление атома водорода от этого углеродного атома полиненасыщенной жирной кислоты при взаимодействии со свободным радикалом (•OH) [4, 5].
Процессы свободно-радикального окисления занимают центральное место в метаболизме клетки. Они служат источником энергии, необходимой для жизнедеятельности клетки и всего организма в целом. Эти процессы «готовят» пластический материал для создания и обновления клеточных структур, принимают участие в реакциях, которые связаны с метаболизмом липидов, белков, углеводов.
Процессы свободно-радикального окисления белков и липидов являются одним из важных регуляторов метаболизма углеводов, белков, липидов, нуклеиновых кислот, лежащего в основе энергетического и пластического обеспечения функций клетки и в целом организма. Также они являются лимитирующим звеном регуляции морфофункционального состояния биологических мембран, их проницаемости и внутриклеточного гомеостаза. Следует отметить немаловажную роль процессов свободно-радикального окисления в регуляции интенсивности пролиферации клеток, биосинтезе катехоламинов и простагландинов. Все реакции митохондриального и микросомального окисления в результате неполного восстановления кислорода до воды могут образовываться его активные формы: синглетный кислород, супероксидный анион-радикал, гидроксильный радикал, пергидроксильный радикал, перекись водорода. В результате реакций активных форм кислорода с ненасыщенными жирными кислотами, в присутствии ионов металлов переменной валентности образуются перекисные соединения. Реакции свободно-радикального окисления, которые имеют универсальный характер, являются показателем устойчивости стационарного режима превращений в организме и, оказывая влияние на его адаптивные особенности, определяют возможность развития патологии. Это обусловлено высокой биологической активностью соединений, образующихся в реакциях свободно-радикального окисления, комплексом системных перестроек метаболизма, изменениями характера межклеточных и межсистемных взаимоотношений, а также решающей роли в жизнедеятельности биомембран организма, в структуре которых важное место занимают липиды с высоким содержанием ненасыщенных жирных кислот [6].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Calder P.C. The relationship between the fatty acid composition of immune cells and their function // Prostaglandins Leukotrienes Essent. Fatty Acids. 2008. V. 79. P. 101-108.
2. Cleissman H., John Inge Johnsen J.I., Kogner P. Omega-3 fatty acids in cancer, the protectors of good and the killers of evil? // Exp. Cell Res. 2010. V. 316. P. 1365-1373
3. Лошадкин Д. С. Механизм антиоксидантной активности замещенных гидрохинонов при окислении стирола и метиллинолеата в гомогенных и мицелярных системах // Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук. – Ярославль, 2005 г.
4. Feher J., Csomos G., Vereckei A. Free Radical Reactions in Medicine. Berlin: Springer, 1987. – 199 p.
5. Kelly S.A., Havrilla C.M., Brady T.C., Abramo K.H., Levin E.D. Oxidative stress in toxicology: established mammalian and emerging piscine model systems // Environ Health Perspect. 1998. Vol. 106. P. 375-384.
6. Суханова Г.А., Серебров В.Ю. Биохимия клетки: учебно-методическое пособие. –Томск: 1999. –151 с.:17
7. Луцкий М.А. Свободнорадикальное окисление липидов и белков – универсальный процесс жизнедеятельности организма // Успехи современного естествознания. – 2014. – № 12-1. – С. 24-28.
8. Рогинский В.А. Фенольные антиоксиданты: реакционная способность и эффективность. М.: Наука, 1988. – 246 с.
9. Yin H, Xu H, Porter N. Free Radical Lipid Peroxidation: Mechanisms and Analysis. Chem Rev. 2011. V. 111. P. 5944-5972.
10. Porter N. A Perspective on Free Radical Autoxidation: The Physical Organic Chemistry of Polyunsaturated Fatty Acid and Sterol Peroxidation. J Org Chem. 2013. V. 78. P. 3511-3524.

Весь текст будет доступен после покупки