《PNAS》：新技术研究蛋白质如何对付氧化胁迫

　　生物通报道：我们都知道，氧气是人类生存的必要条件，但事实上这种物质也能衍生出一种对我们细胞中的重要分子有极大毒性的化合物。这种所谓的“氧化胁迫”与许多疾病有关，如阿尔茨海默症、心脏病和癌症，并且还被认为是导致衰老的罪魁祸首。 在发表在2月14日的《PNAS》上的一项研究中，来自美国密歇根大学的研究人员报告了一种能够使他们观察到氧化胁迫如何影响细胞的主要构建者——蛋白质的新方法。这种叫做OxICAt的方法能够在一个单个的实验中定量数千不同蛋白质的氧化状态。 领导这项研究的Ursula Jakob博士和同事发现，许多没有被活性氧永久破坏的蛋白质，它们能够利用半胱氨酸来感知氧化胁迫。 Jakob解释说，在他的实验室中，他们对利用半胱氨酸作为活性氧传感器的蛋白质进行了长时间的研究。利用他们开发的新技术，他们发现了许多能够感应活性氧的新蛋白质。有趣的是，他们还发现许多被证实对细胞至关重要的蛋白质能够在氧化胁迫条件下存活。 目前，Jakob和她的研究组正在利用这种强大技术深入分析衰老的分子机制和氧化胁迫在这个过程中所起的作用。 研究人员指出，由于氧化胁迫在所有疾病中都起到重要作用，因此他们希望了解一些细胞和生物体为何能应付氧化胁迫的危害。这些新知识讲有助于开发出更强大、有效的抗氧化策略。（生物通杨淑娟） 氧自由基 氧自由基的化学性质很活跃的，能够攻击细胞膜上的脂肪酸产生过氧化物，这些物质是毒性很强的一种物质，它会侵害体内的核酸、蛋白质等等而引起一系列的细胞破坏作用，人体内氧自由基积累越多，衰老的进程就越快，我们常见老年人脸上的寿斑就是由于脂类受氧自由基的氧化分解作用形成丙二醛所致。 氧自由基不但与衰老有关，而且还和许多衰老有关的疾病有关系，比如动脉硬化症、高血压、骨关节炎、白内障以及帕金森氏病等等。 细胞经呼吸获取氧，其中98％与细胞器内的葡萄糖和脂肪相结合，转化为能量，满足细胞活动的需要，另外2％的氧则转化成氧自由基。由于这种物质非常活跃，几乎可以与各种物质发生作用，引起一系列对细胞具有破坏性的连锁反应。 在一般情况下，细胞不会遭到这种分子杀手的杀害，这是因为我们人体细胞存在着大量氧自由基的克星——抗氧化剂，比如，脂溶性的维生素E、水溶性的维生素C及一些酶类等等，这些天然的抗氧化剂能够与氧自由基发生氧化还原反应，使氧自由基被彻底清除，而只有在某些情况下，氧自由基才会致细胞甚至肌体于死地。 当人体遭受外伤、中毒或者是大手术流血过多等重创的时候，组织处于缺氧状态，能量代谢发生障碍，细胞色素氧化酶无力将氧还原成水，便会被氧原子夺去一个电子，由无害的氧变成具有杀伤力的活性氧自由基。氧自由基的过氧化杀伤，主要是破坏细胞膜的结构和功能，破坏线粒体，断绝细胞的能源，毁坏溶酶体，使细胞自溶。同时它对人体的非细胞结构也有危害作用，可以使血管壁上的粘合剂遭受破坏，使完整密封的血管变得千疮百孔，发生漏血、渗液，进而导致水肿和紫癜等等。同样，当供应心脏血液的冠状动脉突然发生痉挛的时候，心肌细胞由于缺氧而发生一系列的代谢改变，心肌细胞内抗氧化剂含量减少，使生成氧自由基的化学反应由于缺氧而相对加快，在冠状动脉痉挛切除的一刹那，心肌细胞突然重新得到血液的灌注，随之而来有大量的氧转化成氧自由基，而同时由于抗氧化剂的相对不足，不能够清除氧自由基，结果使具有高度杀伤性的氧自由基严重损伤心肌细胞膜，大量离子由心肌细胞内溢出，而后者可以扰乱控制心脏搏动的电流信号，引起心室颤动，从而导致死亡。（生物通雪花）