物化生物學A班第一組書面初稿指導老師:高承亨老師組員名單:B9902006王琮翰B9902017李佳倫B9902024林君翰B9902027林晏頎B9902041張少綺B9902046許智凱一.自由基簡介自由基與心血管疾病前言：O2是人類維持生命必須的物質，然而在參與代謝的過程中，會因少部份電子的滲漏而在體內產生許多活性氧族(Reactiveoxygenspecies;ROS)的自由基，因而形成氧化壓力(Oxidativestress)；此外還有活性氮族(Reactivenitrogenspecies;RNS)。人體內有許多內生性的抗氧化機制可以抵抗氧化壓力，然而當過多高活性的ROS、RNS在人體內產生，便會開始攻擊許多重要物質，如：脂質、蛋白質、核酸、醣類，進而造成許多老化、心血管疾病、癌症…等。ㄧ、定義自由基↑氧氣得一電子形成超氧自由基自由基是指具有一個或一個以上不成對電子、且可以不符合八隅體規則而獨立存在的原子、離子、分子。因為其具有不成對電子的特性，自由基通常具有極高活性，極易搶奪外界的電子來使自己穩定，因此在人體內對細胞形成很大的威脅。自由基可以說是人體疾病之源，包括老化、多種癌症、心血管疾病、高血壓、糖尿病、神經性病變（如：阿茲海默症、帕金森氏症）都與自由基在人體內造成的破壞有關。這份報告著重在探討自由基攻擊脂質，造成脂質過氧化，進而產生心血管疾病的機制。（補：自由基形成的化學機轉，更詳細）二、人體內自由基的來源人體內的自由基依來源的不同可分為兩類：內生性與外源性。內生性來源是指體內生理作用產生的自由基，像是粒線體電子傳遞鏈中的Qcycle會產生超氧自由基(O2-·)、嗜中性白血球行免疫作用也會產生超氧自由基。外生性來原則是指由於人體暴露在輻射、紫外線、環境污染之中，或是抽煙、酗酒等不良的生活習慣，以及情緒壓力所產生的自由基。（補：途徑的舉例介紹）三、自由基家族（一）活性氧族(ReactiveOxygenSpecies;ROS)（補：活性氧族的定義、介紹）超氧自由基O2-·氫氧自由基OH·過氧化氫H2O2脂質過氧化自由基ROO·單重態氧1O2·（二）活性氮族(ReactiveNitrogenSpecies;RNS)（補：RNS的定義、介紹）1.一氧化氮自由基NO·2.過氧亞硝基陰離子ONOO-其中過氧亞硝基陰離子可由超氧陰離子與一氧化氮自由基反應產生：O2-·+NO·→ONOO-此反應說明ROS與RNS間可交互作用，同時也說明在人體中較不具傷害力的自由基（O2-·與NO·）可能互相反應形成更具破壞力的自由基（ONOO-）註：人體中NO·與O2-·結合後形成過氧亞硝基陰離子，並以此形式攻擊脂質。四、「氧化壓力」對人體的傷害人體中原本便存在著許多的ROS、RNS，因自由基的高度氧化性，對人體形成「氧化壓力」。人體本身具有內生性的抗氧化機制，也可藉著飲食攝取外生性抗氧化物來排除氧化壓力的威脅。但當氧化壓力過大時，人體內有過多的自由基生成，體內的抗氧化機制無法抑制自由基的攻擊，便會對人體細胞造成傷害。自由基對人體內四大分子：醣類、蛋白質、酯質、核酸都會造成傷害，以下簡短介紹自由基對醣類、蛋白質、核酸造成傷害的機制，至於脂質的傷害在之後的部份會有專章探討。自由基攻擊醣類：自由基攻擊蛋白質：自由基攻擊核酸：五、ROS主要的內生性來源---「Qcycle」（ㄧ）簡介QcycleQcycle為粒線體電子傳遞鏈中傳遞電子的一個重要步驟，發生在粒線體內膜上。當電子由NADH傳遞至ComplexI後，或是由FADH2傳遞至ComplexII後，會由輔酶Ubiquinone接續傳遞電子的工作，將電子傳遞至ComplexIII。Qcycle便是發生在這中間的過程。（二）輔酶Ubiquinone（CoQ；Q；Q10）（三）Qcycle（四）Qcycle與ROS的形成二.脂質過氧化脂肪結構：一分子甘油+三分子的脂肪酸脂肪酸含有雙鍵即為不飽和脂肪酸共振結構：一分子具有相同的原子排列方式，但不同的電子分布之兩個路易結構。共軛結構：發生在三個或三個以上相鄰的原子之p軌域互相重疊處，使得未填滿的價電子在上面轉移，形成穩定的結構，造成：eq\o\ac(○,1)單鍵鍵長縮短，雙鍵鍵長增加eq\o\ac(○,2)原子趨於共平面eq\o\ac(○,3)增加安定性並降低總能量。丙烯位：碳鏈上與雙鍵相鄰的碳的位置。脂質過氧化：大約可分三步驟：eq\o\ac(○,1)氧化誘導期：RH+OH．→R‧+H2O丙烯位上的H被取代為單電子eq\o\ac(○,2)連鎖反應期：R‧+O2→ROO‧脂肪酸自由基+一個氧分子→「脂肪酸