自由基的基本知識(shí)PPT課件

1、醫(yī)用自由基生物學(xué),生物化學(xué)教研室 魏敏惠,.,2,第一章 自由基的基本知識(shí) 第二章 活性氧的化學(xué) 第三章 自由基的生成和清除 第四章 自由基對(duì)細(xì)胞的損害和細(xì)胞對(duì)自由基的利用 第五章 自由基與炎癥 第六章 自由基與衰老 第七章 自由基與腫瘤 第八章 自由基與局部缺血 第九章 自由基和自由基清除劑在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用 第十章 總復(fù)習(xí),.,3,緒論,自由基生物學(xué)：是以現(xiàn)代自由基的理論、觀點(diǎn)和方法研究自由基在生物和人體的產(chǎn)生、反應(yīng)及其與各種生命現(xiàn)象的關(guān)系的科學(xué)。 是一門內(nèi)容豐富的交叉學(xué)科，它涉及物理、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)等多種學(xué)科領(lǐng)域,.,4,一、自由基生物學(xué)的誕生 自由基（游離基）：具有未配對(duì)電子的原 子、原

2、子團(tuán)或分子。 如：H 氫自由基 OH 羥自由基 CCI3 三氯甲烷自由基 L 脂質(zhì)自由基 LO 氧化脂質(zhì)自由基 LOO 過氧化脂質(zhì)自由基,.,5,1900年 三苯甲基自由基 確定了自由基的概念 1929年 壽命更短的甲基自由基和乙基自由基 1937年 認(rèn)識(shí)到白由基作為化學(xué)實(shí)體參加化學(xué)反應(yīng) 最早發(fā)現(xiàn)輻射誘發(fā)自由基造成放射病，大量的實(shí)驗(yàn)證明，生命過程中的許多重要反應(yīng)，如多種酶催化的氧化 還原反應(yīng)、光合作用、生物發(fā)光等多與自由基有關(guān)。繼 而又發(fā)現(xiàn)多種疾病、生命的衰老亦涉及到自由基反應(yīng)。,.,6,1968年 發(fā)現(xiàn)了超氧化物歧化酶(SOD)及其重 要的生物學(xué)作用 抗氧化酶 活性氧學(xué)說 80年代 現(xiàn)代檢測(cè)

3、分析技術(shù)的迅速發(fā)展，在生物和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)有關(guān)自由基反應(yīng)的研究更是突飛猛進(jìn)，自由基生物學(xué)很快成為一門內(nèi)容豐富、體系完整的學(xué)科。,.,7,二、自由基的生物學(xué)意義 在正常的生命過程中自由基是維持生命所必需的，但它對(duì)生物大分子具有損傷作用。故機(jī)體在不斷產(chǎn)生自由基的同時(shí)又在不斷清除，維持動(dòng)態(tài)平衡。如果平衡失調(diào)就會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞衰老活細(xì)胞損傷，引起疾病。,.,8,三、自由基生物學(xué)研究的內(nèi)容 1.自由基的生物化學(xué) （1）自由基的產(chǎn)生 （2）活件氧的重要作用 （3）生物大分了的過氧化作用 （4）生物體自由基的產(chǎn)生與清除 （5）自由基對(duì)機(jī)體的損傷和機(jī)體對(duì)自由基的 利用,.,9,2.自由基病因?qū)W與自由基病理學(xué) 自由基與疾

4、病的關(guān)系： 放射性疾病、腫瘤、炎癥、 循環(huán)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、衰老,.,10,3.自由基藥理學(xué) 主要研究自由基清除劑、抗氧化劑 的生物作用 4.自由基生物學(xué)方法學(xué),.,11,第一章 自由基的基本知識(shí) 一、自由基的概念 1.自由基的定義：具有未配對(duì)電子的原子、原子團(tuán)或分子稱為自由基（free radicai， FR）又稱游離基。 如： OH H CH3 CCI3 L LO LOO O2,.,12,自由基是怎樣產(chǎn)生的 共價(jià)鍵均裂 異裂：A:BA+ + B:- （得到的是離子） 共價(jià)鍵斷裂的方式有兩種 均裂：A:BA+ B （得到的是自由基） 如：水的電離 H2O H+ +OH- 水的輻射分解 H2O

5、H + OH,.,13,2.自由基的特征：具有未配對(duì)的電子 自由基的表示方法： 在分子式右上角加一個(gè)黑點(diǎn) 如H OH 3.自由基的特點(diǎn)：極不穩(wěn)定、壽命很短、 性質(zhì)活潑,.,14,二、 自由基的產(chǎn)生 1.共價(jià)鍵的熱分解 如：過氧化二苯甲酰 2苯甲酰自由基 易進(jìn)行熱分解的共價(jià)鍵： 過氧化物 ROOR ROOH 偶氮化合物 NN 金屬有機(jī)化合物 RM,.,15,2.輻射分解 如：水的輻射分解（輻射直接損傷大分子如DNA.Pr 間接損傷形成H 、OH自由基引起DNA損傷） H2OH2O+eaqeaq+H+OH （水正離子） （水化電子） H2+H2O2+H3O+OH- 甲烷的鹵代反應(yīng) CI：CI CI

6、+CI CH4+CI H：CI+CH3,可見光,.,16,3.單電子氧化還原 失去一個(gè)電子叫單電子氧化（加O脫H失電子） 得到一個(gè)電子叫單電子還原 反之 得到、失去一個(gè)電子叫單電子氧化還原 如：Fe2+ Fe3+ 將二價(jià)鐵離子加入過氧化氫中可產(chǎn)生羥自由基 Fe2+HO：OH OH+OH-+ Fe3+,-e,+e,.,17,三、 自由基反應(yīng) 1.自由基反應(yīng)的類型 （1）自由基的結(jié)合反應(yīng) R+RR：R CI+CICI：CI H+CIH：CI,.,18,(2)自由基的轉(zhuǎn)移反應(yīng) R + A：BR：A + B CI + CH4CHI + CH3 (3)自由基的裂解反應(yīng)（易在貝塔位裂解） CH3 CH3C

7、OCH3+CH3CO CH3 CH3,.,19,(4)自由基的歧化反應(yīng) 兩個(gè)自由基參與反應(yīng)，一個(gè)得到電子，一個(gè)失去電子，叫歧化反應(yīng) 如： 2O2- + 2H+ O2 +H2O2 (5)自由基的氧化還原反應(yīng),SOD,.,20,2.自由基反應(yīng)特點(diǎn) 鏈?zhǔn)椒磻?yīng) 如： CI2和H2生成HCI的過程 引發(fā)： CI：CI CI + CI 引發(fā)劑致自由基反應(yīng)起始 CI + H：H H：CI + H 增殖: H + CI：CI H：CI + CI反應(yīng)體系不斷產(chǎn)生新自由基反應(yīng)速 Cl + H2 HCl+ H 度不斷加快 終止: CI + CI CI：CI 反應(yīng)中產(chǎn)生的自由基相結(jié)合成分子直至自由基 H + H H：

8、H 消失，反應(yīng)終止。,日光,.,21,鏈的引發(fā) 自由基的鏈?zhǔn)椒磻?yīng) 鏈的增殖 鏈的終止,.,22,影響自由基反應(yīng)速度的因素（引發(fā)劑和抑制劑） 1.氧： 少量氧可引發(fā)，大量氧可抑制 在體外如此，在體內(nèi) 如：引發(fā) 高濃度O2會(huì)致自由基產(chǎn)生增多 LH（脂類）+ O2 L（脂質(zhì)自由基） + HO2 （過氧羥自由基） L + O2 LOO（過氧化脂質(zhì)自由基） LOO + L LOOL（過氧化脂質(zhì)） LOOL LO + OL（氧化脂質(zhì)自由基） 可以損傷蛋白質(zhì)、核酸、糖類、生物膜,.,23,抑制 L + O2 LOO LOO+ LH LOOH（脂質(zhì)氫過氧化物） LOOH 酮 + 醇 反應(yīng)終止 在反應(yīng)體系中加入氧可判斷是否為自由基反應(yīng) 測(cè)速度 測(cè)產(chǎn)物,歧化,.,24,2.鹵素：有的引發(fā)，有的抑制 如： CI2 CI：CI 2CI LH + CI LCI + H 引發(fā)自由基反應(yīng) I2 L+ I2 LI + I 2 I I2 抑制自由基反應(yīng),日光,.,25,3.過渡金屬離子 可加速自由基反應(yīng)，還可以改變反應(yīng)產(chǎn)物 4.穩(wěn)定自由基 抑制自由基反應(yīng) 5.自由基反應(yīng)抑制劑 減慢或停止自由基反應(yīng) 酚類：VitC 、 VitE