$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Активные формы азота и кислорода (RNS/ROS) в низких концентрациях играют важную роль в регуляции клеточных функций, передаче сигналов и иммунном ответе, однако в нерегулируемых концентрациях они пагубно влияют на жизнеспособность клеток1, 2. Несмотря на то, что в живых системах эволюционировали эндогенные и диетические механизмы антиоксидантной защиты для регуляции продукции ROS, они вырабатываются непрерывно как естественные побочные продукты нормального метаболизма кислорода и могут вызывать окислительное повреждение биомолекул, что приводит к потере функций белков, расщеплению ДНК или перекисному окислению липидов3, и, в конечном счете, к окислительному стрессу, приводящему к повреждению или гибели клеток4.
Супероксид-радикал-анион (O2•-) является основным предшественником некоторых из наиболее сильных окисляющих агентов, известных в биологических системах, таких как пероксинитрит и гидроксильный радикал. Генерация O2•- служит первым признаком окислительного взрыва, поэтому его обнаружение и/или секвестрация в биологических системах имеют большое значение. В данной демонстрации O2•- генерировался полиморфноядерными нейтрофилами (ПМН). При хемотаксической стимуляции форбол-12-миристатом-13-ацетатом (PMA) ПМН генерируют O2•- посредством активации никотинамидадениндинуклеотидфосфат- (NADPH) оксидазы5.
Синтаза оксида азота (NO), существующая в трех изоформах — индуцибельной, нейрональной и эндотелиальной (iNOS, nNOS и eNOS соответственно), катализирует превращение L-arginine в L-citrulline, используя NADPH для продукции NO6. В данной работе мы генерировали NO из эндотелиальных клеток. В условиях окислительного стресса, например, eNOS может переключиться с продукции NO на продукцию O2•- в процессе, называемом рассогласованием (uncoupling), который, как полагают, вызван окислением гема7 или кофактора — тетрагидробиоптерина (BH4)8.
Существует лишь несколько надежных методов детектирования свободных радикалов в биологических системах, однако их применение ограничено специфичностью и чувствительностью. Для идентификации свободных радикалов часто используют спин-траппинг, который основан на реакции присоединения радикала к спин-ловушке с образованием устойчивого спинового аддукта, который может быть обнаружен с помощью электронного парамагнитного резонанса (ЭПР)-спектроскопии. Различные радикальные аддукты имеют характерные спектры, что позволяет идентифицировать генерируемые радикалы и получить обширную информацию о природе и кинетике их образования9.
Циклические нитроны, 5,5-диметил-пирролин-N-оксид (DMPO10), фосфорил-замещенный DEPMPO11, а также эфирно-замещенные EMPO12 и BMPO13, широко применяются в качестве спиновых ловушек, при этом последние характеризуются более длительным периодом полураспада аддукта O2•-. Дитиокарбамат железа (II)-N-метил-D-глюкамина, Fe(MGD)2, обычно используется для улавливания NO благодаря высокой скорости образования аддукта и высокой стабильности спинового аддукта14.