Окисление свободных аминокислот и аминокислотных остатков в белках, опосредованное свободными радикалами

В статье обобщены результаты исследований, посвящённых выяснению основных механизмов окисления белков и свободных аминокислот, опосредованного активными формами кислорода (АФК). Эти исследования показали, что окисление белков может приводить к гидроксилированию ароматических групп и алифатических боковых цепей аминокислот, нитрованию ароматических аминокислотных остатков, нитрозилированию сульфгидрильных групп, сульфоксидированию остатков метионина, хлорированию ароматических групп и первичных аминогрупп, а также к превращению некоторых аминокислотных остатков в карбонильные производные. Окисление также может вызывать расщепление полипептидной цепи и образование сшитых белковых агрегатов. Кроме того, функциональные группы белков способны реагировать с продуктами окисления полиненасыщенных жирных кислот и производными углеводов (гликирование/гликоокисление) с образованием неактивных производных. Разработаны высокоспецифичные методы выявления и количественной оценки различных типов модификации белков. Поскольку карбонильные производные образуются по множеству различных механизмов, содержание карбонильных групп в белках широко используют как маркер окислительного повреждения белков. Содержание окисленных белков увеличивается с возрастом и при ряде возраст-ассоциированных заболеваний. Однако накопление окисленных белков представляет собой сложную функцию скорости образования АФК, уровня антиоксидантов и способности организма протеолитически удалять окисленные формы белков. Поэтому накопление окисленных белков также зависит от генетических факторов и индивидуального образа жизни. Примечательно, что поверхностно расположенные остатки метионина и цистеина в белках особенно чувствительны к окислению практически всеми формами АФК; однако, в отличие от других типов окисления, окисление этих серосодержащих аминокислотных остатков обратимо. Таким образом, циклическое окисление и восстановление серосодержащих аминокислот может служить важным антиоксидантным механизмом, а обратимые окислительные модификации — важным механизмом регуляции функции некоторых ферментов.