自由基的基本知识PPT课件

医用自由基生物学,生物化学教研室魏敏惠,2,第一章 自由基的基本知识第二章 活性氧的化学第三章 自由基的生成和清除第四章 自由基对细胞的损害和细胞对自由基的利用第五章 自由基与炎症第六章 自由基与衰老第七章 自由基与肿瘤第八章 自由基与局部缺血第九章 自由基和自由基清除剂在医学中的应用第十章 总复习,3,绪论,自由基生物学：是以现代自由基的理论、观点和方法研究自由基在生物和人体的产生、反应及其与各种生命现象的关系的科学。 是一门内容丰富的交叉学科，它涉及物理、化学、生物、医学等多种学科领域,4,一、自由基生物学的诞生 自由基（游离基）：具有未配对电子的原 子、原子团或分子。 如：H 氢自由基 OH 羟自由基 CCI3 三氯甲烷自由基 L 脂质自由基 LO 氧化脂质自由基 LOO 过氧化脂质自由基,5,1900年 三苯甲基自由基 确定了自由基的概念1929年 寿命更短的甲基自由基和乙基自由基1937年 认识到白由基作为化学实体参加化学反应 最早发现辐射诱发自由基造成放射病，大量的实验证明，生命过程中的许多重要反应，如多种酶催化的氧化 还原反应、光合作用、生物发光等多与自由基有关。继 而又发现多种疾病、生命的衰老亦涉及到自由基反应。,6,1968年 发现了超氧化物歧化酶(SOD)及其重 要的生物学作用 抗氧化酶 活性氧学说80年代 现代检测分析技术的迅速发展，在生物和医学领域内有关自由基反应的研究更是突飞猛进，自由基生物学很快成为一门内容丰富、体系完整的学科。,7,二、自由基的生物学意义 在正常的生命过程中自由基是维持生命所必需的，但它对生物大分子具有损伤作用。故机体在不断产生自由基的同时又在不断清除，维持动态平衡。如果平衡失调就会导致细胞衰老活细胞损伤，引起疾病。,8,三、自由基生物学研究的内容 1.自由基的生物化学 （1）自由基的产生 （2）活件氧的重要作用 （3）生物大分了的过氧化作用 （4）生物体自由基的产生与清除 （5）自由基对机体的损伤和机体对自由基的 利用,9,2.自由基病因学与自由基病理学 自由基与疾病的关系： 放射性疾病、肿瘤、炎症、 循环系统、呼吸系统、衰老,10,3.自由基药理学 主要研究自由基清除剂、抗氧化剂 的生物作用4.自由基生物学方法学,11,第一章 自由基的基本知识一、自由基的概念1.自由基的定义：具有未配对电子的原子、原子团或分子称为自由基（free radicai， FR）又称游离基。 如： OH H CH3 CCI3 L LO LOO O2,12,自由基是怎样产生的 共价键均裂 异裂：A:BA+ + B:- （得到的是离子）共价键断裂的方式有两种 均裂：A:BA+ B （得到的是自由基）如：水的电离 H2O H+ +OH- 水的辐射分解 H2O H + OH,13,2.自由基的特征：具有未配对的电子 自由基的表示方法： 在分子式右上角加一个黑点 如H OH3.自由基的特点：极不稳定、寿命很短、 性质活泼,14,二、 自由基的产生 1.共价键的热分解如：过氧化二苯甲酰 2苯甲酰自由基 易进行热分解的共价键： 过氧化物 ROOR ROOH 偶氮化合物 NN 金属有机化合物 RM,15,2.辐射分解 如：水的辐射分解（辐射直接损伤大分子如DNA.Pr 间接损伤形成H 、OH自由基引起DNA损伤） H2OH2O+eaqeaq+H+OH （水正离子） （水化电子） H2+H2O2+H3O+OH- 甲烷的卤代反应 CI：CI CI+CI CH4+CI H：CI+CH3,可见光,16,3.单电子氧化还原 失去一个电子叫单电子氧化（加O脱H失电子） 得到一个电子叫单电子还原 反之 得到、失去一个电子叫单电子氧化还原 如：Fe2+ Fe3+将二价铁离子加入过氧化氢中可产生羟自由基 Fe2+HO：OH OH+OH-+ Fe3+,-e,+e,17,三、 自由基反应 1.自由基反应的类型 （1）自由基的结合反应 R+RR：R CI+CICI：CI H+CIH：CI,18,(2)自由基的转移反应 R + A：BR：A + B CI + CH4CHI + CH3 (3)自由基的裂解反应（易在贝塔位裂解） CH3 CH3COCH3+CH3CO CH3 CH3,19,(4)自由基的歧化反应 两个自由基参与反应，一个得到电子，一个失去电子，叫歧化反应 如： 2O2- + 2H+ O2 +H2O2 (5)自由基的氧化还原反应,SOD,20,2.自由基反应特点 链式反应 如： CI2和H2生成HCI的过程 引发： CI：CI CI + CI 引发剂致自由基反应起始 CI + H：H H：CI + H 增殖: H + CI：CI H：CI + CI反应体系不断产生新自由基反应速 Cl + H2 HCl+ H 度不断加快 终止: CI + CI CI：CI 反应中产生的自由基相结合成分子直至自由基 H + H H：H 消失，反应终止。,日光,21,链的引发自由基的链式反应 链的增殖 链的终止,22,影响自由基反应速度的因素（引发剂和抑制剂） 1.氧： 少量氧可引发，大量氧可抑制 在体外如此，在体内 如：引发 高浓度O2会致自由基产生增多 LH（脂类）+ O2 L（脂质自由基） + HO2 （过氧羟自由基） L + O2 LOO（过氧化脂质自由基） LOO + L LOOL（过氧化脂质） LOOL LO + OL（氧化脂质自由基） 可以损伤蛋白质、核酸、糖类、生物膜,23,抑制 L + O2 LOO LOO+ LH LOOH（脂质氢过氧化物） LOOH 酮 + 醇 反应终止在反应体系中加入氧可判断是否为自由基反应 测速度 测产物,歧化,24,2.卤素：有的引发，有的抑制 如： CI2 CI：CI 2CI LH + CI LCI + H 引发自由基反应 I2 L+ I2 LI + I 2 I I2 抑制自由基反应,日光,25,3.过渡金属离子 可加速自由基反应，还可以改变反应产物4.稳定自由基 抑制自由基反应5.自由基反应抑制剂 减慢或停止自由基反应 酚类：VitC 、 VitE