BIOLOGI OKSIDASI REACTIVE OXYGEN SPECIES ROS Sri wahyuni
BIOLOGI OKSIDASI & REACTIVE OXYGEN SPECIES (ROS) Sri wahyuni Bagian biokimia FK Unimal
DEFINISI Pengertian sempit : reaksi suatu zat dg molekul oksigen. Pengertian luas : pelepasan hidrogen (dehidrogenasi) atau pelepasan elektron Oksidasi selalu disertai reduksi akseptor oksigen
Kepentingan biomedis • Penggunaan utama oksigen terdapat dalam proses respirasi • Molekul oksigen sebagian besar disatukan ke dalam substrat oleh enzim oksigenase (sistem sitokrom P 450) • Obat-obatan, polutan dan karsinogenik kimiawi dimetabolisme oleh enzim tersebut • Oksigen dapat diberikan pada pasien dengan gangguan respirasi dan sirkulasi
Enzim terlibat dalam proses oksidasi-reduksi • Disebut Oksidoreduktase • Dibagi menjadi 4 kelompok, yi: 1. Oksidase 2. Dehidrogenase 3. Hidroperoksidase 4. Oksigenase
1. oksidase • Mengkatalisis pengeluaran hidrogen dari substrat dengan menggunakan oksigen sebagai akseptor hidrogennya • Produk akhir: air atau hidrogen peroksidase • Sitokrom oksidase : hemoprotein dalam mioglobin, Hb, dan sitokrom lain • Komponen terakhir (carrier) pada rantai respirasi • Oksidase lain: Flavin mononukelotida (FMN) dan flavin adenin dinukelotida (FAD) dibentuk dalam tubuh dari vitamin riboflavin • Xantin oksidase: konversi basa purin menjadi asam urat
2. dehidrogenase • Menggunakan oksigen sebagai akseptor hidrogen • Memiliki fungsi utama: 1. Pemindahan hidrogen dari satu substrat ke substrat lain dalam rx oksidasi-reduksi berpasangan • Sangat spesifik • Sering ada koenzim: NAD atau NADH • Dehidrogenase terikat NAD: glikolisis, siklus asam sitrat dan rantai respiratorik mitokondria • Dehidrogenase terikat riboflavin: pengangkutan elektron dalam rantai respiratorik mitokondria 2. Sebagai komponen dalam rantai respirasi pengangkutan elektron dari substrat ke oksigen
3. hidroperoksidase • Menggunakan hidrogen peroksida atau peroksida organik sebagai substrat • Dua jenis enzim: peroksidase dan katalase • Melindungi tubuh terhadap senyawa peroksida yang berbahaya → penumpukan peroksida dapat menghasilkan radikal bebas → merusak membran sel → dapat timbul kanker atau aterosklerosis • dalam eritrosit & jar. Lain: enzim glutatio peroksidase yg mengandung selenium sebagai gugus prostetik akan mengkatalisis penghancuran H 2 O 2 serta senyawa lipid dengan glutation tereduksi
katalase • Ditemukan di dalam darah, sumsum tulang, membran mukosa, ginjal dan hati • Fungsi: menghancurkan hidrogen peroksida yang terbentuk oleh kerja enzim oksidase
4. oksigenase • Berhubungan dengan sintesis dan penguraian berbagai tipe metabolit • Inkorporasi molekul oksigen ke dalam molekul substrat • Terdiri atas 2 tahap: 1. Pengikatan oksigen dengan enzim pada sisi aktif 2. Reaksi saat oksigen yang terikat direduksi dipindahkan ke substrat atau • Dibagi 2 kelompok: dioksigenase dan monooksigenase • Enzim monooksigenase sitokrom P 450 mikrosom penting untuk hidroksilasi banyak obat serta steroid: benzpiren, aminopirin, morfin, fenobarbital.
ROS We are dependent on O 2 for oxidation reactions in the pathways of adenosine triphosphate (ATP) generation, detoxification, and biosynthesis. However, when O 2 accepts single electrons, it is transformed into highly reactive oxygen radicals that damage cellular lipids, proteins, and DNA. Radicals are compounds that contain a single electron, usually in an outside orbital. Oxygen is a biradical, a molecule that has two
Through a number of enzymatic and nonenzymatic processes that routinely occur in cells, O 2 accepts single electrons to form reactive oxygen species (ROS). ROS are highly reactive oxygen radicals, or compounds that are readily converted in cells to these reactive radicals. The ROS formed by reduction of O 2 are the radical superoxide (O 2¯ ), the nonradical hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), and the hydroxyl
ROS may be generated nonenzymatically, or enzymatically as accidental byproducts or major products of reactions. Superoxide may be generate nonenzymatically from Co. Q, or from metal-containing enzymes (e. g. , cytochrome P 450, xanthine oxidase, and NADPH oxidase). The highly toxic hydroxyl radical is formed nonenzymatically from superoxide in the presence of Fe 3 or Cu by the Fenton reaction, and from hydrogen peroxide in the Haber– Weiss reaction.
Free radicals-mediated cellular injury
TERIMA KASIH SELAMAT BELAJAR
- Slides: 18