CC BY
108
Теоретична медицина / Theoretical Medicine
УДК 616.2-018.7:577.158 ОО!: 10.22141/2224-0551.6.74.2016.82144
АБАТУРОВ А.Е.1, ВОЛОСОВЕЦ А.П.2, БОРИСОВА Т.П.1
1ГУ «Днепропетровская медицинская академия Министерства здравоохранения Украины»1, г. Днепр, Украина
2Национальный медицинский университет им. А.А. Богомольца2, г. Киев, Украина
АНТИОКСИДАНТНАЯ СИСТЕМА РЕСПИРАТОРНОГО ТРАКТА Внутриклеточная антиоксидантная защита в респираторном тракте (часть 2)
Резюме. В обзоре литературы изложены современные данные о ферменте внутриклеточной антиок-сидантной защиты в респираторном тракте — каталазе. Представлена характеристика и описано функционирование каталазы. Показана инактивация перекиси водорода и вторичных радикалов, селен-зависимые антиоксидантные молекулярные системы. Подробно рассмотрена система глутатиона — его структура, содержание в респираторном тракте, обмен.
Ключевые слова: антиоксидантная система, респираторный тракт, внутриклеточная антиоксидант-ная защита.
Введение
Деградация перекиси водорода (H2O2) является важнейшим процессом, характеризующим аэробную форму жизнедеятельности [2, 3]. В системе внутриклеточной антиоксидантной защиты супер-оксиддисмутазы передают эстафету каталазе. Ка-талаза (H2O2 : H2O2 — оксиредуктаза, КФ 1.11.1.6) является одним из самых активных ферментов в организме. Она разлагает H2O2 и относится к ферментному классу гидропероксидаз. Основным неферментативным инактиватором H2O2 внутри клетки является ключевой компонент антиокси-дантной защиты респираторного тракта — глута-тион, функционирование которого дополняет действие каталазы.
Краткая характеристика каталазы
Каталаза (CAT) является хромопротеидом с молекулярной массой около 240 кДа. Первичная структура мономерной молекулы CAT представляет аминокислотную цепь из 526 остатков с группами гема и НАДФН. Протеин CAT является гомотетра-мером и имеет форму симметричного тетраэдра [34, 40]. Каждая субъединица содержит большой и малый домен. Большой домен характеризуется наличием антипараллельных бета-складок, спиральных включений, а малый домен — четырех альфа-спира-
лей. Четыре субъединицы молекулы каталазы сложены таким образом, что ^терминальный регион аминокислотной цепи каждой субъединицы проходит сквозь петлю, связывающую гемсодержащий домен одной субъединицы с доменом, включающим спиральный участок соседней субъединицы. Внутри гомотетрамера имеются значительного размера каналы и полости (самая большая радиусом ~7 Л). Полости не сообщаются с поверхностью молекулы и, вероятно, обеспечивают диффузию субстрата к активному центру. Два канала, главный и минорный, подходят к дистальной полости, где размещаются субстрат, продукты реакции или ингибитор. Главный канал имеет форму конуса, который сужается при приближении к месту реакции, так что до-
Адрес для переписки с авторами: Абатуров Александр Евгеньевич Кафедра педиатрии 1 и медицинской генетики, ГУ «Днепропетровская медицинская академия МЗ Украины»,
ул. Дзержинского, 9, г. Днепр, 49044, Украина E-mail: alexabaturov@i.ua
© Абатуров А.Е., Волосовец А.П., Борисова Т.П., 2016 © «Здоровье ребенка», 2016 © Заславский А.Ю., 2016
ступ к гему для больших молекул ограничен, а для пероксида водорода — свободен [1].
Каталаза в основном локализуется в пероксисо-мах, частично — в микросомах и в меньшей мере — в цитоплазме клетки. Полагают, что CAT не имеет высокого сродства к H2O2 и не может эффективно обезвреживать это соединение при низких концентрациях, характерных для физиологических условий цитоплазмы клеток. Поэтому CAT эффективно функционирует только при высоких концентрациях H2O2. В пероксисомах, которые характеризуются особенно высоким уровнем концентрации H2O2, отмечается значительная активность CAT. В митохондриях, с учетом того, что у них отсутствует CAT, нейтрализация H2O2 осуществляется глутатионом с участием глутатионпероксидазы или пероксиредо-ксина [4, 15, 28, 39].
Каталитический цикл каталазы
В респираторном тракте CAT конститутивно экспрессируется в эпителиоцитах и макрофагах [21]. В зависимости от концентрации H2O2 в окружающей среде CAT может выполнять каталазную и/или пероксидазную функцию (рис. 1). При высоких концентрациях Н2О2 преобладает каталазная
активность: 2H2O2
2H2O + O2. Каталитический
процесс проходит в два этапа:
1) H2O2 + Fe3+ - CAT • H2O + O = Fe4+ - CAT;
2) HO + O = Fe4+ - CAT
H2O + Fe3+
CAT.
Каталаза отличается высокой каталитической активностью — одна ее молекула за одну секунду может разложить 44 000 молекул Н2О2. Скорость катализа практически определяется только скоростью диффузии субстрата к активному центру фермента. Субстратами в пероксидазной реакции могут быть этанол, метанол, формиат, формальдегид и другие доноры водорода [26, 34].
Рисунок 1. Функционирование каталазы [34]
Инактивация перекиси водорода и вторичных радикалов
Для нейтрализации H2O2 и вторичных радикалов, образующихся во время оксидантного стресса, клетки респираторного тракта располагают глута-тионовой, селензависимыми ферментными системами (тиоредоксиновая, глутаредоксиновая) и се-леннезависимой (пероксиредоксиновая) системой. Глутатионовая система в антиоксидантной защите органов дыхания на данном этапе играет центральную роль. В зависимости от участия селена различают селензависимые и селеннезависимые антиокси-дантные системы [9, 23, 36].
Селензависимые антиоксидантные молекулярные системы
Селен был открыт шведским химиком Йенсом Якобом Берцелиусом в 1817 году и признан в 1957 году важнейшим микроэлементом для жизнедеятельности человека. В настоящее время у человека идентифицировано 25 генов, кодирующих селенсо-держащие протеины (табл. 1).
Присутствие селена практически в 20 раз увеличивает каталитическую активность цистеиновых ферментов. Несколько селенопротеинов являются активными антиоксидантными ферментами — глутатионпероксидазы, тиоредоксинредуктазы [24, 32]. Основной молекулярной формой, которая связывает селен в организме человека, является селеноцистеин (selenocysteine/Sec/U-21 аминокислота) — цистеин, отличающийся от обычного тем, что вместо атома серы в его состав входит атом селена (Se). Высокая каталитическая активность селенсодержащих антиоксидантных ферментов обусловлена тем, что селеноцистеин (Sec) по ну-клеофильности превосходит нормальный цисте-ин. Селен значительно быстрее возвращается из окисленной формы (Sec-SeO2) в восстановленную (Sec-Se), чем сера (Cys-SO2- • Cys-SH) (рис. 2) [7, 18]. Благодаря этим свойствам Sec может катализировать окисление тиольных групп в восстановительной среде цитоплазмы, где соотношение восстановленной и окисленной форм глутатиона (GSH/GSSG) составляет 30/100, а окислительно-восстановительный потенциал равен примерно -230 мВ [38].
Перекись водорода в цитоплазме клетки из-за быстрой кинетики окисления селена в первую очередь, прежде чем сможет провзаимодействовать с другими потенциальными объектами, реагирует с Sec-содержащими протеинами, образуя селенено-вую кислоту, которая в присутствии 10-20 ммоль глутатиона устанавливает дисульфидные связи. В связи с этим селенопротеины активно участвуют в регуляции образования дисульфидных связей и, как следствие, в контроле функциональной активности протеинов. Быстрое потребление Н2О2 селенопро-теинами лимитирует продолжительность и ограничивает радиус действия Н2О2 [16].
Система глутатиона
Глутатион (GSH) является жизненно необходимым компонентом и бронхоальвеолярного секрета, в котором он защищает эпителий респираторного тракта от повреждающего действия активированных кислородсодержащих метаболитов (АКМ) и активированных азотсодержащих метаболитов (ААМ) [12, 25, 30, 33, 37].
В 1888 году Joseph-Chаrles-FrаnQois ёе Яеу-РаШаёе обнаружил, что клетки дрожжей содержат вещество, в результате спонтанной реакции которого с элементарной серой образуется сероводород. Данное вещество он назвал «филотион» (от греческого фЛост — любовь и 9ею — сера). В 1929 году Фредерик Гоуленд Хопкинс, удостоенный Нобелевской премии, установил, что филотион, получивший к тому времени название «глутатион», является трипептидом, который состоит из остатков глутаминовой кислоты, цистеина и глицина (рис. 3) [14]. Физиологическая значимость GSH в функционировании внутриклеточной редокс-системы подчеркивается его высокой внутриклеточной концентрацией. Она намного выше, чем концентрация любых других компонентов редокс-системы внутри
клетки, в частности внутриклеточная концентрация тиоредоксина в 100—1000 раз ниже, чем GSH. Молекула GSH характеризуется относительно большим отрицательным значением окислительно-восстановительного потенциала (Eh = —240 мВ) [27].
Система GSH, которая состоит из глутатиона (у-L-глугамил-Ь-цистеинилглицина — 2-амино-5-{[2-[(карбоксиметил)амино]-1-(меркаптометил)-2-оксоэтил]амино}-5-оксопентановой кислоты), глута-тионзависимых ферментов — глутатионпероксидазы (GPX), глутатионредуктазы (GR), глутатионтрансфе-разы (GST), глутаредоксинов (GRX, КФ 1.20.4.1), является центральным механизмом утилизации Н2О2, функционирование которого дополняет действие САТ. В отличие от САТ система GSH способна нейтрализовать и различные виды токсичных перекисей липидов. Глу-татион в качестве носителя активных тиольных групп цистеиновых остатков функционирует как антиокси-дант, непосредственно взаимодействуя с АКМ, ААМ, или действует как кофактор различных ферментов [8, 13, 30]. Благодаря своей высокой внутриклеточной концентрации, GSH в клетке выполняет роль жертвенного нуклеофила или скавенджера активных радикалов. Глутатион также участвует в детоксикации продуктов пере-
Таблица 1. Селенопротеины человека [16]
Селенопротеин Аббревиатура Внутриклеточная локализация протеинов
Глутатионпероксидаза-1 GPX, Цитоплазма, митохондрии
Глутатионпероксидаза-2 gpx2 Цитоплазма, эндоплазматический ретикулум
Глутатионпероксидаза-3 GPX3 Секретируемые
Глутатионпероксидаза-4 GPX4 Цитоплазма, ядро, митохондрии
Глутатионпероксидаза-6 GPX6 Неизвестно
Тиоредоксинредуктаза-1 TRXR, Цитоплазма, ядро
Тиоредоксинредуктаза-2 trxr2 Митохондрии
Тиоредоксинредуктаза-3 TRXR3 Цитоплазма, ядро, эндоплазматический ретикулум
Йодтирониндейодиназа-1 DIO, Цитоплазматическая мембрана
Йодтирониндейодиназа-2 dio2 Мембрана эндоплазматического ретикулума
Йодтирониндейодиназа- 3 DIO3 Цитоплазматическая мембрана
Селенопротеин-15 Sep15 Просвет эндоплазматического ретикулума
Селенопротеин H SelH Ядро
СеленопротеинI Sell, hEPTl Мембраны
Селенопротеин K SELK Цитоплазматическая мембрана и эндоплазматический ретикулум
Селенопротеин M Selm Просвет эндоплазматического ретикулума
Селенопротеин N SEPN1 Мембрана эндоплазматического ретикулума
Селенопротеин O SelO Неизвестно
Селенопротеин P SelP Секретируемый, цитоплазма
Метионинсульфоксидредуктаза B1 MsrB, Цитоплазма, ядро
Селенопротеин S SEPS, Цитоплазматическая мембрана и эндоплазматический ретикулум
Селенопротеин T SelT Мембрана эндоплазматического ретикулума
Селенопротеин V SELV Неизвестно
Селенопротеин W SelW Цитоплазма
Селенофосфатсинтетаза SPS2 Цитоплазма
кисного окисления липидов. Учитывая, что пептидазы клетки расщепляют пептидные связи, образованные а-карбоксильными, а не у-карбоксильными группами аминокислот, молекула GSH относительно устойчива во внутриклеточной среде [10, 19].
Содержание глутатиона в респираторном тракте
Во внеклеточной среде, в том числе и в бронхо-альвеолярном просвете, GSH является участником антиоксидантной защиты эпителиоцитов органов
дыхания и протеинов бронхоальвеолярной жидкости, экстрацеллюлярного пространства от действия оксидантов. Глутатион экстрацеллюлярного пространства используется и как источник цистеина для синтеза de novo. Показано, что для бронхоальвеолярной жидкости, особенно в регионе газообмена, характерен высокий уровень концентрации GSH. Даже при физиологических условиях в бронхоальвеолярной жидкости содержание GSH в 7 раз больше, чем во всей ткани легкого. Во время окислительного стресса в несколько раз ускоряется оборот
Рисунок 3. Структура и формула молекулы глутатиона [14]
Рисунок 4. Схематическое представление синтеза глутатиона [29]
Рисунок 2. Сравнение процессов окисления селена в селеноцистеине и тиольной группы
в обычном цистеине [18]
Примечание: при взаимодействии с кислородом селен селеноцистеина окисляется легче (к1), чем ти-ольная группа (к4). Окисленная форма селена ЯБе02 гораздо легче редуцируется обратно в ЯБеН (к3) форму, чем окисленная форма серы (ЯБ02) — в ЯБН (1(6). Особенности селена таковы, что он легко окисляется и может восстанавливаться на стадии селененовой (ЯБеОН) или селениновой (ЯБе02-) кислоты. В отличие от селена сера тиольной группы при окислении может обратимо окисляться только на фазе цистеинсульфеновой кислоты (ЯБОН), в последующем она необратимо окисляется до цистеинсульфи-новой (ЯБ02) и цистеинсульфоновой кислот (ЯБ03-) (к8).
GSH в бронхоальвеолярной жидкости [20]. Уровень содержания GSH в бронхоальвеолярной жидкости ассоциирован с риском развития и тяжестью ряда заболеваний органов дыхания. Так, у больных бронхиальной астмой с высокой концентрацией GSH в бронхоальвеолярной жидкости отмечается более низкий уровень гиперреактивности бронхиального дерева, а высокая концентрация окисленной формы глутатиона (GSSG) сопровождается более тяжелым течением заболевания [5]. Низкий уровень концентрации GSH в бронхоальвеолярной жидкости наблюдается у больных муковисцидозом, идиопати-ческим фиброзирующим альвеолитом [20]. Уровень концентрации GSH внутри клетки колеблется от 1 до 10 мМ (табл. 2).
Молекула GSH существует в двух окислительно-восстановительных формах: в восстановленной (GSH) и окисленной форме в виде глутатионди-
сульфида (GSSG). В физиологических условиях соотношение GSH/GSSG составляет 100/1. Отношение GSH/GSSG отражает баланс активности окислительных и восстановительных реакций или, другими словами, окислительно-восстановительный статус клетки. Показано, что высокий уровень GSSG в мокроте больных может служить маркером окислительного стресса при заболеваниях органов дыхания [6, 10, 19].
Различные компартменты клетки отличаются друг от друга по содержанию глутатиона и соотношению его GSH и GSSG форм. В физиологических условиях практически во всех регионах и органел-лах клетки восстановленная форма преобладает над окисленной, исключением является эндоплазмати-ческий ретикулум. В последнем высокое содержание GSSG обеспечивает условия для формирования дисульфидных связей при организации простран-
Таблица 2. Уровни внутриклеточной концентрации GSH в различных типах клеток [6]
Тип клетки Базальная концентрация GSH (нмоль/мг белка)
Альвеолярные эпителиальные клетки человека, А549 150
Первичные эпителиальные клетки респираторного тракта человека 60
Моноциты/макрофаги человека (клетки МопоМас) 10
Эпителиоциты респираторного тракта крысы, L2 18
Рисунок 5. Обмен глутатиона [35] Примечания: 1. Внеклеточный глутатион расщепляется под влиянием GGT на цистеинилглицин и глу-тамат. 2. Цистеинилглицин расщепляется мембранной дипептидазой на цистеин и глицин, которые транслоцируются во внутриклеточное пространство. Негидролизированный радикал цистеинилгли-цина может индуцировать развитие апоптоза и принимать участие в генерации перекиси водорода. 3. у-глутамил-фрагмент транспортируется в клетку при помощи специфического акцептора. 4. Аминокислоты, образованные в результате расщепления глутатиона, в клетке используются GCL и GS для синтеза глутатиона de novo. 5. Внутриклеточный избыток GSH экспортируется из клетки через MRP.
ственной структуры белка. Особенно высоко содержание GSH в ядре клетки. Это оберегает от окисления сульфгидрильные группы белков, которые необходимы для обеспечения экспрессии генов и репарации ДНК, а также выполняет функции донора водорода для рибонуклеотидредуктазы, которая катализирует редукцию дезокси- и рибонуклеоти-дов. Максимальная концентрация GSH характерна для митохондрий — 10—15 % от его общего внутриклеточного пула [17, 27, 31].
Обмен глутатиона
Процесс синтеза GSH состоит из двух ферментативных реакций, катализируемых глута-матцистеинлигазой (GCL, КФ 6.3.2.2) и GSH-синтетазой (GS, КФ 6.3.2.3). Первый этап синтеза GSH осуществляет GCL, которая лигирует глу-тамат и цистеин. На втором этапе синтеза к ци-стеинилглутамату GS присоединяет глициновый остаток, формируя молекулу GSH. Оба этапа синтеза GSH являются АТФ-зависимыми процессами (рис. 4) [11, 29].
Окисленная форма глутатиона GSSG и глутатио-новые S-конъюгаты экспортируются из клетки при помощи протеинов, ассоциированных с мультиле-карственной резистентностью (MRP). В настоящее время идентифицировано девять протеинов MRP, которые участвуют в трансмембранном транспорте разнообразных субстратов [29].
Расщепление внеклеточного GSH происходит при помощи у-глутамилтрансферазы (GGT), которая является гетеродимерным гликопротеином. GGT, гидролизуя пептидную связь между остатками глутамата и цистеина, катализирует деградацию внеклеточного GSH, приводящую к высвобождению цистеинил-глицина (CG) и глутамата. В последующем цистеинилглицин расщепляется мембранной дипептидазой на цистеин и глицин, которые, как правило, поступают внутрь клетки (рис. 5) [22, 29, 35].
Список литературы
1. Владимиров Ю.А. Зачем нужна белковая кристаллография //Природа. — 2003. — № 11. — С. 26-34.
2. Костюк В.А. Биорадикалы и биоантиоксиданты/В.А. Ко-стюк, А.И. Потапович. — Минск: БГУ, 2004. — 174 с.
3. Москалев А.А. Старение и гены. — СПб.: Наука, 2008. — 358 с.
4. Чеснокова Н.П. Молекулярно-клеточные механизмы инактивации свободных радикалов в биологических системах / Н.П. Чеснокова, Е.В. Понукалина, М.Н. Бизенкова// Успехи современного естествознания. — 2006. — № 7. — C. 29-36.
5. Airway glutathione homeostasis is altered in children with severe asthma: evidence for oxidant stress / A.M. Fitzpatrick, W.G. Teague, F. Holguin et al. // J. Allergy Clin. Immunol. — 2009. — Vol. 123, № 1. — P. 146-152.e8. doi: 10.1016/j.jaci.2008.10.047.
6. Biswas S.K. Environmental toxicity, redox signaling and lung inflammation: the role of glutathione/S.K. Biswas, I. Rahman//Mol. Aspects Med. — 2009. — Vol. 30, № 1-2. — P. 60-76. doi: 10.1016/j. mam.2008.07.001. Epub 2008Aug 8.
7. Biosynthesis of selenocysteine, the 21st amino acid in the genetic code, and a novel pathway for cysteine biosynthesis / A.A. Turanov, X.M. Xu, B.A. Carlson et al. //Adv. Nutr. — 2011. — Vol. 2, № 2. — P. 122-128. doi: 10.3945/an.110.000265. Epub 2011 Mar 10.
8. Cooper A.J. Reversible and irreversible protein glutathio-nylation: biological and clinical aspects / A.J. Cooper, J.T. Pinto, P.S. Callery//Expert. Opin. DrugMetab. Toxicol. — 2011. — Vol. 7, №7. — P. 891-910. doi: 10.1517/17425255.2011.577738. Epub 2011 May 11.
9. Deneke S.M. Thiol-based antioxidants // Curr. Top. Cell Regul. — 2000. — Vol. 36. — P. 151-180. PMID: 10842751.
10. Dietary sulfur amino acid effects on fasting plasma cysteine/ cystine redox potential in humans / D.P. Jones, Y. Park, N. Gletsu-Miller et al. //Nutrition. — 2011. — Vol. 27, № 2. — P. 199-205. doi: 10.1016/j.nut.2010.01.014. Epub 2010May 14.
11. Forman H.J. Glutathione: overview of its protective roles, measurement, and biosynthesis / H.J. Forman, H. Zhang, A. Rinna // Mol. Aspects Med. — 2009. — Vol. 30, № 1-2. — P. 1-12. doi: 10.1016/j.mam.2008.08.006. Epub 2008Aug 30.
12. Giordano G. Assessment of glutathione homeostasis/ G. Giordano, C.C. White, L.G. Costa // Methods Mol. Biol. — 2011. — Vol. 758. — P. 205-214. doi: 10.1007/978-1-61779-170-3_14.
13. Glutathione, stress responses, and redox signaling in lung inflammation /1. Rahman, S.K. Biswas, L.A. Jimenez, et al. // Antioxid. Redox Signal. — 2005. — Vol. 7, № 1-2. — P. 42-59. doi: 10.1089/ ars.2005.7.42
14. Noctor G, Queval G, Mhamdi A. Glutathione// Arabidopsis Book. — 2011. — Vol. 9. — P. e0142. doi: 10.1199/tab.0142. Epub 2011 Feb 18.
15. Goyal M.M. Human catalase: looking for complete identity / M.M. Goyal, A. Basak// Protein. Cell. — 2010. — Vol. 1, № 10. — P. 888-897. doi: 10.1007/s13238-010-0113-z. Epub 2010Nov 9.
16. Hawkes W.C. Regulation of redox signaling by selenoproteins / W.C. Hawkes, Z. Alkan//Biol. Trace Elem. Res. — 2010. — Vol. 134, №3. — P. 235-251. doi: 10.1007/s12011-010-8656-7. Epub 2010 Mar 20.
17. Holmgren A. The use of thiols by ribonucleotide reductase / A. Holmgren, R. Sengupta// Free Radic. Biol. Med. — 2010. — Vol. 49, № 11. — P. 1617-1628. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2010.09.005. Epub 2010 Sep 16.
18. Hondal R.J. Differing views of the role of selenium in thio-redoxin reductase / R.J. Hondal, E.L. Ruggles // Amino Acids. — 2011. — Vol. 41, № 1. — P. 73-89. doi: 10.1007/s00726-010-0494-6. Epub 2010 Feb 21.
19. Jones D.P. Redox compartmentalization and cellular stress / D.P. Jones, Y.M. Go // Diabetes Obes. Metab. — 2010. — Vol. 12, Suppl. 2. — P. 116-125. doi: 10.1111/j.1463-1326.2010.01266.x.
20. Joyce-Brady M. Inhibiting Glutathione Metabolism in Lung Lining Fluid as a Strategy to Augment Antioxidant Defense/M. Joyce-Brady, J. Hiratake// Curr. Enzym. Inhib. — 2011. — Vol. 7, № 2. — P. 71-78. doi: 10.2174/157340811796575308.
21. Kaarteenaho-Wiik R. Distribution of antioxidant enzymes in developing human lung, respiratory distress syndrome, and bronchopulmonary dysplasia/R. Kaarteenaho-Wiik, V.L. Kinnula//J. His-tochem. Cytochem. — 2004. — Vol. 52, № 9. — P. 1231-1240. doi: 10.1369/jhc.4A6291.2004.
22. Keppler D. Multidrug resistance proteins (MRPs, ABCCs): importance for pathophysiology and drug therapy // Handb. Exp. Pharmacol. — 2011. — Vol. 201. — P. 299-323. doi: 10.1007/9783-642-14541-4 8.
23. Koharyova M., Kolarova M. Oxidative stress and thioredoxin system / M. Koharyova, M. Kolarova // Gen. Physiol. Biophys. —
2008. — Vol. 27, № 2. — P. 71-84. PMID: 18645221.
24. Lu J. Selenoproteins/ J. Lu, A. Holmgren // J. Biol. Chem. —
2009. — Vol. 284, № 2. — P. 723-727. doi: 10.1074/jbc.R800045200. Epub 2008Aug 29.
25. Lushchak V.I. Glutathione homeostasis and functions: potential targets for medical interventions // J. Amino Acids. — 2012. — Vol. 2012. ID 736837. doi: 10.1155/2012/736837. Epub 2012 Feb 28.
26. Mechanisms of catalase activity of heme peroxidases / J. Vla-sits, C. Jakopitsch, M. Bernroitner et al. //Arch. Biochem. Biophys. —
2010. — Vol. 500, № 1. — P. 74-81. doi: 10.1016/j.abb.2010.04.018. Epub 2010 Apr 29.
27. Mitochondrial glutathione, a key survival antioxidant / M. Mari, A. Morales, A. Colell et al. // Antioxid. Redox Signal. — 2009. — Vol. 11, № 11. — P. 2685-2700. doi: 10.1089/ ARS.2009.2695.
28. Molecular evolution of hydrogen peroxide degrading enzymes/ M. Zamocky, B. Gasselhuber, P.G. Furtmuller, C. Obinger//Arch. Biochem. Biophys. — 2012, Sep 15. — Vol. 525, № 2. — P. 131-144. doi: 10.1016/j.abb.2012.01.017. Epub 2012 Feb 7.
29. Plasma membrane glutathione transporters and their roles in cell physiology and pathophysiology / N. Ballatori, S.M. Krance, R. Marchan, C.L. Hammond // Mol. Aspects Med. — 2009. — Vol. 30, № 1-2. — P. 13-28. doi: 10.1016/j.mam.2008.08.004. Epub 2008Aug 26.
30. Rahman I. Oxidant and antioxidant balance in the airways and airway diseases / I. Rahman, S.K. Biswas, A. Kode // Eur. J. Pharmacol. — 2006. — Vol. 533, № 1-3. — P. 222-239. doi: 10.1016/j.ejphar.2005.12.087
31. Redox homeostasis in mycobacteria: the key to tuberculosis control? / A. Kumar, A. Farhana, L. Guidry et al. // Expert. Rev. Mol. Med. — 2011. — Vol. 13. — P. e39. doi: 10.1017/ S1462399411002079.
32. Reeves M.A. The human selenoproteome: recent insights into functions and regulation / M.A. Reeves, P.R. Hoffmann // Cell Mol. Life Sci. — 2009. — Vol. 66, № 15. — P. 2457-2478. doi: 10.1007/ s00018-009-0032-4. Epub 2009Apr 28.
33. Reynaert N.L. Glutathione biochemistry in asthma // Bio-chim. Biophys. Acta. — 2011. — Vol. 1810, № 11. — P. 1045-1051. doi: 10.1016/j.bbagen.2011.01.010. Epub 2011 Jan 31.
34. Scibior D. Katalaza — budowa, wiasciwosci, funkcje / D. Scibior, H. Czeczot // Postepy Hig. Med. Dosw. (Online). — 2006. — T. 60. — S. 170-180. PMID: 16618987.
35. S-glutathionylation: from molecular mechanisms to health outcomes/ Y. Xiong, J.D. Uys, K.D. Tew, D.M. Townsend//Antioxid. Redox. Signal. — 2011. — Vol. 15, № 1. — P. 233-270. doi: 10.1089/ ars.2010.3540. Epub 2011 May 25.
36. Thioredoxin 1 delivery as new therapeutics / H. Nakamura, Y. Hoshino, H. Okuyama et al. //Adv. Drug. Deliv. Rev. — 2009. — Vol. 61, № 4. — P. 303-309. PMID: 19385090.
37. Townsend D.M. The importance of glutathione in human disease / D.M. Townsend, K.D. Tew, H. Tapiero // Biomed. Pharma-cother. — 2003. — Vol. 57, № 3-4. — P. 145-155. PMID:12818476.
38. Wouters M.A. Disulfides as redox switches: from molecular mechanisms to functional significance / M.A. Wouters, S. W. Fan, N.L. Haworth //Antioxid. Redox Signal. — 2010. — Vol. 12, № 1. — P. 53-91. doi: 10.1089/ARS.2009.2510.
39. Zamocky M. Understanding the structure and function of catalases: clues from molecular evolution and in vitro mutagenesis / M. Zamocky, F. Koller//Prog. Biophys Mol. Biol. — 1999. — Vol. 72, № 1. — P. 19-66. PMID:10446501.
40. http://en.wikipedia.org/wiki/File: PDB_7cat_EBI.jpg
Получено 28.09.16 ■
Абатуров O.C.1, Волосовець О.П.2, Борисова Т.П.1
1ДЗ «Ан1пропетровська мелична акалем1я М1н1стерства охоронизлоров'я Укра!ни»,м. Дн!про, Укра1на 2Нацюнальний медичний ун!верситет 1м. О.О. Богомольця, м. Ки!в, Украина
АНТИОКСИДАНТНА СИСТЕМА РЕСШРАТОРНОГО ТРАКТУ Внутр1шньокл1тинний антиоксидантний захист у рестраторному тракл (частина 2)
Резюме. В оглядi лггератури надано сучасш дат щодо фермента внутршньоклгтинного антиоксидантного за-хисту в рестраторному тракп — каталази. Надана характеристика та описано функцюнування каталази. Показана iнактивацiя перекису водню та вторинних радикалiв,
селензалежш антиоксидантш молекулярш системи. До-кладно розглянута система глутатюну — його структура, BMicT у рестраторному тракп, обмш.
Kro40Bi слова: антиоксидантна система, рестраторний тракт, внутршньоклгтинний антиоксидантний захист.
AbaturovA.E.1, Volosovets A.P.2, Borysova T.P.1
1State Institution «Dnipropetrovsk Medical Academy of Ministry of Healthcare of Ukraine», Dnipro, Ukraine
2National Medical University named after O.O. Bohomolets, Kyiv, Ukraine
THE ANTIOXIDANT SYSTEM OF THE RESPIRATORY TRACT The Intracellular Antioxidant Protection in the Respiratory Tract (Part 2)
Summary. The literature review presents the current data about the enzyme of intracellular antioxidant protection in the respiratory tract — catalase. The characteristics of catalase is presented and its functioning is described. Inactivation of hydrogen peroxide and secondary radicals, selenium-dependent molecular
antioxidant systems are considered. The article details the glu-tathione system — its structure, content in the respiratory tract, metabolism.
Key words: antioxidant system, respiratory tract, intracellular antioxidant protection.
