Некоторые ферменты при осуществлении своей реакции производят активные формы кислорода. При этом свободные радикалы могут быть как целевыми продуктами, например, для НАДФ-оксидазы, миелопероксидазы, NO-синтазы, так и появляться как обязательный, но все-таки побочный продукт реакции (моноаминоксидаза, лизилоксидаза, ксантиноксидаза, циклоксигеназы, липоксигеназы, оксидазы D- и L-аминокислот).
Образование АФК как главного продукта реакции
1. НАДФН-оксидаза в основном локализуется на плазматической мембране моноцитов и гранулоцитов и играет роль при фагоцитозе. Она представляет собой собой мультикомпонентную систему, включающую цитозольные и мембрано-связанные субъединицы, в том числе флавоцитохром. При стимуляции фагоцитов происходит быстрая самосборка цитозольных и мембранных компонентов в НАДФН-оксидазный комплекс.
Окисляя НАДФН внутри клетки, НАДФН-оксидаза одновременно связывает внеклеточный O2 и восстанавливает его до супероксид анион-радикала, чем обеспечивает бактерицидный эффект при фагоцитозе.
Реакция, катализируемая НАДФН-оксидазой
2. Миелопероксидаза – гемсодержащий фермент нейтрофилов, содержится в азурофильных гранулах и секретируется из них при фагоцитозе. Также фермент содержится в слюне, обеспечивая ее микробицидную активность. Образованный в реакции гипохлорит-ион является сильным окислителем, по агрессивности он сопоставим с ОН-радикалом.
Реакция, катализируемая миелопероксидазой
Гипохлорит-ион реагирует с аминогруппами мембранных белков бактерий с образованием хлораминов. Кроме этого, гипохлорит-ионы способны генерировать гидроксил-радикалы в реакции с супероксид-анионом.
Взаимодействие супероксид аниона и гипохлорной кислоты
3. NO-синтаза – группа НАДФН-зависимых изоферментов, катализирующих сложную многоходовую реакцию окисления аргинина с образованием оксида азота (NO). Выделяют нейрональную, эндотелиальную и индуцируемую (в сердечно-сосудистой и иммунной системах) формы фермента.
Оксид азота в организме выполняет множество функций, от регуляции тонуса сосудов до бактерицидного эффекта.
Реакция, катализируемая NO-синтазой
После образования молекула NO при взаимодействии с супероксид анион-радикалом может превращаться в сильный окислитель пероксинитрит-анион.
Образование пероксинитрит-аниона
В организме млекопитающих существует три формы NO-синтазы.
Нейрональная NO-синтаза была выделена из нейронов, однако она присутствует и в скелетных мышцах, в нейтрофилах, в островках поджелудочной железы, в эндотелии и в эпителии дыхательных путей и пищеварительного тракта.
Эндотелиальная NO-синтаза была обнаружена в эндотелии, есть также в нейронах.
Индуцибельная NO-синтаза была выделена из активированных макрофагов, но может экспрессироваться в различных типах клеток.