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Oxydative stress

Slides il lingua inglese per il corso di Radicali liberi ed antiossidanti tenuto dalla prof. Giusi Pitari dell'Università degli studi de L'Aquila, riguardante i seguenti argomenti:
- Lo stress ossidativo;
- Definizione dei radicali liberi e meccanismo di formazione degli ossidanti;
- Gli idrossidi radicali;
- Le difese... Vedi di più

Esame di RADICALI LIBERI ED ANTIOSSIDANTI docente Prof. G. Pitari

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Oxidative Stress

Oxidants Antioxidants

1. What are Oxygen Radicals 4. How do cells protect themselves

or Reactive Oxygen Species? against reactive oxygen species?

2. How reactive are reactive

oxygen species?

3. How are they generated in

the cell? 1326

1. What are Oxygen Radicals or Reactive Oxygen Species

Oxidants

Definition and

Properties of

Free Radicals

and Oxidants 1350

1.1. Free Radicals — Definition

A free radical is defined as any species that contains one or more unpaired electron

occupaying an atomic or molecular orbital by itself.

2s 2p .

. .

¨ ¨

O—O

. ¨

¨

Box diagram Lewis dot diagram

Based on the above definition, molecular oxygen is a diradical,

for it contains two unpaired electrons

.

. .

¨ ¨

O—O

. ¨

¨ 1327

1.1. Free Radicals — Definition

Nitrogen-centered radicals

A free radical is defined as any species that contains one or more unpaired electron

occupaying an atomic or molecular orbital by itself.

. .

. . .

. . —

¨ ¨ —

N N

O—O

. ¨

¨ Molecular Nitrogen

Molecular Oxygen

(a diradical ) .

. .

. .

N O

Nitric Oxide

(a radical ) 1327

1.2. Mechanisms of Formation of Oxidants

• •

Electron–Transfer Reactions Energy–Transfer Reactions

– superoxide anion – singlet oxygen

– hydrogen peroxide – triplet carbonyls

– hydroxyl radicals

– lipid alkoxyl radicals

– lipid peroxyl radicals 1328

1.3. Formation of Oxidants

Electron-Transfer Reactions

.

.

O O H O HO H O

2 2 2 2 2 1329

1.3. Formation of Oxidants

Electron-Transfer Reactions

— Superoxide Anion —

.

.

O O H O HO H O

2 2 2 2 2

The addition of one electron to molecular oxygen results in the formation of

superoxide anion radical

. . .

. . .

¨ ¨ ¨ ¨ .

O—O O—O

. .

+ 1 e –

¨ ¨

¨ ¨ .

O O –

+ 1 e –

2 2 1330

1.3. Formation of Oxidants

Electron-Transfer Reactions

— Hydrogen Peroxide—

Hydrogen peroxide can be formed by

addition of two electrons to molecular oxygen

. .

. .

. .

¨ ¨ ¨ ¨

. .

O—O O—O

. .

2 e –

¨ ¨

¨ ¨

O H O

2 2 2

+

+2 H 2 e –

addition of one electron to superoxide anion

. .

.

. .

. ¨ ¨ ¨ ¨

. . .

O—O O—O

. .

1 e –

¨ ¨ ¨

¨ .

O H O

– +

+2 H 1 e –

2 2 2 1331

1.3. Formation of Oxidants

Electron-Transfer Reactions

— Hydroxyl Radical—

Hydroxyl radical is formed upon

one-electron reduction of hydrogen peroxide

.

. .

. . .

.

¨ ¨ ¨ ¨

. . . . .

O—O Ö

H H H O H

O +

. + 1e –

¨ ¨

¨ ¨

.

H O HO + HO –

+ 1e

2 2 1332

1.3. Formation of Oxidants by Electron-Transfer

Reactions .

.

O O H O HO H O

2 2 2 2 2

. . . .

. . . .

¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨

. . . .

O—O O—O O—O

H H H Ö

O

¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨

molecular superoxide hydrogen hydroxyl

oxygen anion peroxide radical

Has two Has one Has no Has one

unpaired electrons unpaired electron unpaired electrons unpaired electron

It is a diradical It is a radical It is not a radical It is a radical 1333

2. How Reactive are Oxygen Radicals or Oxidants

Oxidants

Biochemical

Reactivity of

Oxidants 1334

2.1. Superoxide Anion Radical

Two reactions are important in a cellular setting:

• Disproportionation or dismutation : reaction of superoxide anion with itself:

. .

O + O + 2H H O + O

– – +

2 2 2 2 2

. .

. .

. . . .

¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨

. .

. .

- -

O—O O—O H O—O H O—O

+ +

2H +

¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨

• Protonation of superoxide anion : formation of perhydroxyl radical

. .

O + H HO

– +

2 2 .

.

. .

¨ ¨ ¨ ¨ .

. -

O—O O—O H

+ H +

¨ ¨ ¨ ¨ 1335

2.2. Hydrogen Peroxide

Hydrogen peroxide is not a free radical and per se is very little reactive.

Its reactivity in biological systems depends on two properties:

• It can diffuse long distances crossing membranes

• It reacts with transition metals by homolytic cleavage yielding the

highly reactive hydroxyl radical 1351


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AUTORE

Atreyu

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+1 anno fa


DESCRIZIONE DISPENSA

Slides il lingua inglese per il corso di Radicali liberi ed antiossidanti tenuto dalla prof. Giusi Pitari dell'Università degli studi de L'Aquila, riguardante i seguenti argomenti:
- Lo stress ossidativo;
- Definizione dei radicali liberi e meccanismo di formazione degli ossidanti;
- Gli idrossidi radicali;
- Le difese antiossidanti primarie.


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in biotecnologie
SSD:
Università: L'Aquila - Univaq
A.A.: 2010-2011

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Atreyu di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di RADICALI LIBERI ED ANTIOSSIDANTI e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università L'Aquila - Univaq o del prof Pitari Giusi.

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