《论文资料》word版

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1、摘要蛋白质酪氨酸硝化，是一种普遍存在的蛋白质翻译后修饰，是机体在氮氧化物存在条件下氧化损伤的特殊形式。蛋白质硝化的同时，也会伴随蛋白质氧化。硝化和氧化作用能造成蛋白质结构以及功能的改变，已在许多生理和病理状态下检测到它们的存在。蛋白质氧化，是指血浆或组织细胞的蛋白质在自由基及其相关氧化物的作用下，某些特定的氨基酸残基发生反应，导致蛋白质功能与结构上的变化，对氧化物的亲和力增强，易于水解、聚合、交联，导致细胞功能损害甚至死亡。蛋白质硝化的研究进展一氧化氮（nitricoxide，NO），一种气体自由基，生物体内的重要信使分子，参与

2、神经细胞间的信号转导、维持循环系统的稳态平衡、免疫系统的炎症反应等多种过程。另外，NO在体内又是细胞毒性分子，其分子中含有的一个未成对电子使得NO具有高反应活性，易与其它物质发生氧化反应。当体内发生氧化应激时，产生大量的NO和活性氧。一方面NO和超氧阴离子（O2•－）反应生成过氧亚硝基离子（ONOO－），其既可以作为强氧化剂，又可以作为硝化剂，与蛋白质、脂质、核酸等生物大分子反应；另一方面NO的氧化产物亚硝酸盐与过氧化氢共存时，在过氧化物酶的催化下，也能作为氧化剂和硝化剂损伤蛋白质及核酸蛋白质硝基化一般是指蛋白质中的酪氨酸被硝基

3、化成3-硝基酪氨酸（3-nitrotyrosine，3-NT），即加一个硝基（-NO2）在酪氨酸残基的羟基邻位上（图1.2）。它是机体在氮氧化物存在下氧化损伤的特殊形式。作为一种蛋白质翻译后修饰，常常在病理状态下伴随活性氧和活性氮的增加而产生。如动脉粥样硬化、缺血-再灌注损伤、神经退行性疾病、器官移植排斥等病变的相应组织蛋白中，都可以检测到3-NT的存在。由于酪氨酸芳环硝化增加了一个较大体积的取代基，酚羟基pKa值由10.0降到7.5，蛋白质负电荷增加，导致蛋白质的结构、功能发生了改变。如引起一些酶的失活、改变蛋白质水解的速度，

4、影响蛋白质的催化活性、细胞信号传递和细胞骨架结构等。一些蛋白在硝化后获得了某些功能，如细胞色素C，硝化破坏了Met80与卟啉铁的配位，使得可以结合H2O2而增强了其过氧化物酶的活性。一些蛋白在硝化后其功能未受到影响，如急性呼吸窘迫综合症血浆中的转铁蛋白、α1-抗凝乳蛋白酶等。然而更多的蛋白在硝化后其功能受到抑制，如高糖刺激后鼠冠状动脉微血管上电压门控的K+离子通道，鼠巨噬细胞中的铁调蛋-1（IRP-1）3-NT被视为•NO依赖的氧化应激的生物标记，对蛋白质酪氨酸残基硝基化与疾病关系的研究也已成为NO研究的热点之一。蛋白质硝基化反

5、应的途径多种途径可导致蛋白质酪氨酸残基的硝化[18]，其中经由ONOO－和血红素过氧化物酶-NaNO2-H2O2促使蛋白质硝化被认为是最主要的两种途径。1.2.1.1由ONOO－所引发的酪氨酸硝基化途径ONOO－是一个强氧化剂和硝化剂，其主要反应可分为三大类：直接氧化还原反应，与CO2的反应和ONOOH的均裂反应。体内ONOO－与其共轭酸ONOOH（pKa=6.8）共存，可直接氧化过渡金属中心（单电子氧化）或巯基（双电子氧化），生成•NO2或NO2-，过渡金属中心则形成氧合金属配合物。CO2在体内浓度很高（1.3-1.5mmol

6、/L），能与ONOO－反应（二级数率常数4.6×104M-1s-1，pH7.4，37℃），生成中间体ONOOCO2－，然后均裂产生CO3•－和•NO2。CO3•－是一个强单电子氧化剂，CO2的存在增强了ONOO－的氧化能力，而•NO2较温和，同时是一个硝化剂。ONOOH均裂产生•OH和•NO2，•OH氧化能力很强，但选择性较低。在没有靶分子存在时，ONOO-大部分通过分子内重排分解转化为NO3－。CO3•－和氧合金属配合物等可将Tyr氧化生成酪氨酰自由基（Tyr•），Tyr•与•NO2结合生成NT（图1.3）。1.2.1.2血红

7、素过氧化物酶-NaNO2-H2O2引发的酪氨酸硝基化途径研究中发现髓过氧化物酶（myeloperoxidase，MPO），辣根过氧化物酶（horseradishperoxidase，HRP），其它过氧化物酶如嗜酸性细胞过氧化物酶（eosinophilperoxidase），微过氧化物酶（microperoxidase）等都可以催化NO2--H2O2体系硝化蛋白质。在对过氧化物酶-NO2--H2O2体系引起酪氨酸硝化的后续研究中发现，除过氧化物酶外，血红蛋白、肌红蛋白等具有类过氧化物酶活性的蛋白质都可以有效催化NO2--H2O2体

8、系引起酪氨酸硝化。髓过氧化物酶（MPO）、辣根过氧化物酶（HRP）等与H2O2反应生成化合物Ⅰ（铁（Ⅳ）π阳离子自由基配合物），化合物Ⅰ可氧化NO2-生成•NO2（速率常数2×106L·mol-1·s–1），同时得到化合物Ⅱ，化合物Ⅱ可继续氧化NO2-生成•NO