Перекись водорода: токсические эффекты для клеток
Перенос 2 электронов на О2 приводит к образованию перекисного аниона (7) или перекиси водорода (8):
О2 + 2е приводит к О2-- (7)
О2 +2Н+ + 2е приводит к Н2О2 (8)
Катализировать перенос 2 электронов на О2 могут содержащиеся в клетках прокариот оксидазы флавиновой природы и некоторые цитохромы. Источником Н2О2 могут быть реакции автоокисления некоторых негемовых FeS-белков , а также реакции дисмутации супероксидных радикалов (см . " Супероксидный анион: токсические эффекты для клеток ", реакции 3 и 4). Перекись водорода образуется у всех аэробов и факультативных анаэробов, растущих в аэробных условиях, так что ее возникновение в клетках прокариот - естественный процесс.
Перекись водорода - наиболее стабильный из промежуточных продуктов восстановления О2, но и наименее реакционноспособный. У большинства аэробных прокариот Н2О2 быстро разлагается с помощью гемсодержащих ферментов каталазы и пероксидазы. В отсутствие их Н2О2 может накапливаться в летальных для организма концентрациях.
Н2О2 вызывает окисление SH-групп в белках, перекисное окисление ненасыщенных жирных кислот. Однако эти реакции протекают с измеримыми скоростями, если концентрация Н2О2 в клетке будет на четыре порядка выше той, которая обычно достигается in vivo. Поэтому не исключено, что перекись водорода опасна не из-за прямого взаимодействия с компонентами клетки, а потому, что, реагируя с О2 (реакция 5) или ионами Fe2+ (реакция 6, см. " Гидроксидный радикал: токсические эффекты для клеток "), может приводить к образованию гидроксидного радикала.
В 20-х гг. XX в. большой популярностью пользовалась теория, объясняющая токсичность О2 накоплением в клетке перекиси водорода. Однако позднее были обнаружены более токсичные для клетки формы О2 среди первичных и вторичных продуктов его одноэлектронного восстановления (О2-, ОН, *О2).
