Name: free radicals in chemical biology: from chemical behavior to biomarker development
Uploaded: 2013-04-15T13:00:00
Duration: 14 min 22 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Free Radicals in Chemical Biology: from Chemical Behavior to Biomarker Development at JoVE.com

الدعم المالي من dell&#39;Istruzione Ministero، dell&#39;Universitá ديلا من Ricerca (نسخ م، 2009K3RH7N_002) وماري كوري البينية الأوروبية زمالة (CYCLOGUO-298555)، وكذلك رعاية العمل COST CM0603 على &#39;الجذور الحرة في علم الأحياء الكيميائية والعمل COST والتقدير والإمتنان على CM1201 &quot;الكيمياء الراديكالي المحاكاة البيولوجية&quot;.

<ol>
	<li>Ferreri, C., Chatgilialoglu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Membrane+lipidomics+and+the+geometry+of+unsaturated+fatty+acids:+from+biomimetic+models+to+biological+consequences.">Membrane lipidomics and the geometry of unsaturated fatty acids: from biomimetic models to biological consequences.</a> Methods Molecular Biology. 579, 391-412 (2009).</li><li>Chatgilialoglu, C., Ferreri, C., Terzidis, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Purine+5',8-cyclonucleoside+lesions:+chemistry+and+biology.">Purine 5',8-cyclonucleoside lesions: chemistry and biology.</a> Chemical Society Reviews. 40 (3), 1368-1382 (2011).</li><li>Chatgilialoglu, C., Ferreri, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Radiation-induced+reductive+modifications+of+sulfur-containing+amino+acids+within+peptides+and+proteins.">Radiation-induced reductive modifications of sulfur-containing amino acids within peptides and proteins.</a> Journal of Proteomics. 74 (11), 2264-2273 (2011).</li><li>Chatgilialoglu, C., Ferreri, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trans+lipids:+the+free+radical+path.">Trans lipids: the free radical path.</a> Accounts Chemical Research. 38 (6), 441-448 (2005).</li><li>Melchiorre, M., Torreggiani, A., Chatgilialoglu, C., Ferreri, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lipid+markers+of+geometrical+radical+stress:+synthesis+of+mono-trans+cholesteryl+esters+isomers+and+detection+in+human+plasma.">Lipid markers of geometrical radical stress: synthesis of mono-trans cholesteryl esters isomers and detection in human plasma.</a> Journal of the American Chemical Society. 133 (38), 15184-15190 (2011).</li><li>Wang, J., Yuan, B., Guerrero, C., Bahde, R., Gupta, S., Wang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+of+Oxidative+DNA+Lesions+in+Tissues+of+Long-Evans+Cinnamon+Rats+by+Capillary+High-Performance+Liquid+Chromatography-Tandem+Mass+Spectrometry+Coupled+with+Stable+Isotope-Dilution+Method.">Quantification of Oxidative DNA Lesions in Tissues of Long-Evans Cinnamon Rats by Capillary High-Performance Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry Coupled with Stable Isotope-Dilution Method.</a> Analytical Chemistry. 83 (6), 2201-2209 (2011).</li><li>Boussicault, F., Kaloudis, P., Caminal, C., Mulazzani, Q. G., Chatgilialoglu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+fate+of+C5'+radicals+of+purine+nucleosides+under+oxidative+conditions.">The fate of C5' radicals of purine nucleosides under oxidative conditions.</a> Journal of the American Chemical Society. 130 (26), 8377-8385 (2008).</li><li>Ferreri, C., Kratzsch, S., Brede, O., Marciniak, B., Chatgilialoglu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trans+lipids+formation+induced+by+thiols+in+human+monocytic+leukemia+cells.">Trans lipids formation induced by thiols in human monocytic leukemia cells.</a> Free Radicals Biology &amp; Medicine. 38 (9), 1180-1187 (2005).</li><li>Zambonin, L., Ferreri, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Occurrence+of+trans+fatty+acids+in+rats+fed+a+trans-free+diet:+a+free+radical-mediated+formation.">Occurrence of trans fatty acids in rats fed a trans-free diet: a free radical-mediated formation.</a> Free Radicals Biology &amp; Medicine. 40 (9), 1549-1556 (2006).</li><li>Puca, A. A., Andrew, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fatty+acids+profile+of+erythrocyte+membranes+as+possible+biomarker+of+longevity.">Fatty acids profile of erythrocyte membranes as possible biomarker of longevity.</a> Rejuvenation Research. 11 (1), 63-72 (2008).</li><li>Belmadoui, N., Boussicault, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Radiation-induced+formation+of+purine+5',8-cyclonucleosides+in+isolated+and+cellular+DNA:+high+stereospecificity+and+modulating+effect+of+oxygen.">Radiation-induced formation of purine 5',8-cyclonucleosides in isolated and cellular DNA: high stereospecificity and modulating effect of oxygen.</a> Organic &amp; Biomolecular Chemistry. 8 (14), 3211-3219 (2010).</li><li>Chatgilialoglu, C., Bazzanini, R., Jimenez, L. B., Miranda, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=(5'S)-+and+(5'R)-5',8-cyclo-2'-deoxyguanosine:+mechanistic+insights+on+the+2'-deoxyguanosin-5'-yl+radical+cyclization.">(5'S)- and (5'R)-5',8-cyclo-2'-deoxyguanosine: mechanistic insights on the 2'-deoxyguanosin-5'-yl radical cyclization.</a> Chemical Research in Toxicology. 20 (12), 1820-1824 (2007).</li><li>Wang, J., Clauson, C. L., Robbins, P. D., Niedernhofer, L. J., Wang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+oxidative+DNA+lesions+8,5'-cyclopurines+accumulate+with+aging+in+a+tissue-specific+manner.">The oxidative DNA lesions 8,5'-cyclopurines accumulate with aging in a tissue-specific manner.</a> Aging Cell. 11 (4), 714-716 (2012).</li><li>Ferreri, C., Chatgilialoglu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+fatty+acid-based+functional+lipidomics+in+the+development+of+molecular+diagnostic+tools.">The role of fatty acid-based functional lipidomics in the development of molecular diagnostic tools.</a> Expert Review of Molecular Diagnostics. 12 (7), 767-780 (2012).</li></ol>

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

تحويل طبيعيا رابطة الدول المستقلة الأحماض الدهنية غير المشبعة ذات الطابع الهندسي لأيزومرات عبر يعد نقلة متصلة مع إنتاج الإجهاد جذري في البيئة البيولوجية. الدهون غشاء الخلية التي تحتوي على الأحماض الدهنية، هي المستهدفة ذات الصلة البيولوجية للإجهاد جذرية ودرسنا أولا الذاتية ايزوميرة الفوسفورية رابطة الدول المستقلة العابر في مزارع الخلايا والحيوانات والبشر تقييم البروتوكولات التحليلية في كل حالة. 8-10 أظهرنا أن هذا التحول يمكن أن تحدث من جانب مجموعة متنوعة من المركبات المحتوية على S-، بما في ذلك thioethers، وdisulfides ثيول، والتي تحت مختلف ظروف الإجهاد المتطرف هي قادرة على توليد الجذور thiyl، أي وكيل isomerizing (الشكل 3). المثال المعروض في هذا المقال يركز على فئة من استرات الكوليسترول، والتي تمثل جزءا معروفة من دهون الدم، والمشاركة في عملية التمثيل الغذائي بشكل صارم البروتين الدهني. الربط بين استر الأحماض الدهنية وتشووbiosynthesized lesterol عن طريق نقل الأحماض الدهنية من موقع 2 من الجلسرين شاردة من فسفاتيديل إلى الكولسترول، وهي خطوة يحفزه على أسيل الليسيثين الكولسترول انزيم ترانسفيراز (LCAT). لذلك، وترتبط بشكل صارم البلازما استرات الكوليسترول مع الدهون غشاء دوران، وتحتوي على نسب عالية نسبيا من الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة (بوفا) الحالي عادة في phosphatidylcholines، أي اللينوليك والأحماض اراسيدونيك. وتشارك في تشكيل البروتين الدهني أمراض القلب والشرايين والتمثيل الغذائي. يمكن للتفاعل من استرات الكوليسترول الطبيعية مع الجذور الحرة تحدث في الروابط الثنائية من ينولييت والمخلفات arachidonate، والتي يمكن أن تتحول في المقابلة ايزومرات هندسية العابرة (انظر الشكل 1 لهياكل). توصيف محتوى استر الكوليسترول المشبعة في العينات البيولوجية من المثير للاهتمام للتنمية العلامات البيولوجية. منهجية غير مباشرة ويتكون من تحول cholesteryاسترات ل معزولة عن البلازما إلى المقابلة الدهنية حمض استرات الميثيل (FAME) والفصل الكروماتوغرافي بواسطة بروتوكولات الغاز. في هذه الحالة، يتم تنفيذ معايرة مراجع مستوى رابطة الدول المستقلة وعبر الميثيل حمض استرات الدهنية، وذلك للسماح للتحديد الكميات من المحتوى غير المشبعة في العينات. استنادا إلى الدراسات التحليلية التي أجريت على مكتبة استر الكوليسترول، اقترحنا أيضا تطبيق أسلوب يعتمد على التحليل الطيفي رامان، التي يمكن القيام بها مباشرة على جزء استر الكوليسترول معزولة عن البلازما، دون مزيد من الاشتقاق إلى FAME المقابلة (أنظر الشكلين 2 و 9). تجدر الإشارة إلى أنه حتى الآن لم يتم وصف أساليب ناجحة لرابطة الدول المستقلة وايزومرات منفصلة من الأحماض الدهنية غير المشبعة التي تحتوي على الدهون بواسطة HPLC، كما وصفها بدلا hydroperoxides استر الكوليسترول. حتى الآن، فإن الغاز الكروماتوغرافي الأسلوب غير المباشر لا تزال أفضل طريقة متاحة حتى الآن. بواسطة هذه الطريقة أول كمية evaluوقدمت أوجه للمحتوى أحادية غير المشبعة استرات الكوليسترول المستمدة من البلازما معزولة عن من المواضيع الصحية. باستخدام كاشف اللهب التأين (FID) الحد من الكشف مرضية (جزء من البليون) وتم اكتشاف كميات من المركبات nanomolar 5. يمكن مع مختلف أنظمة الكشف عن أن هذا الحد حتى خفضت. تأثير الإشعاع المؤين على استرات الكوليسترول هو مسألة إجراء المزيد من الدراسات، سواء يتم الحصول على رد خطي بالنسبة للجرعة تطبق. كما والمثال الثاني، اخترنا النيوكليوسيدات المحورة التي يمكن أن تنتج من ضرر الجذور الحرة من الحمض النووي. جذور الهيدروكسيل (HO •) ومن المعروف أن الأكثر ضررا أنواع الاكسجين التفاعلية (ريوس) لقدرتها على التعديلات الكيميائية تسبب في الحمض النووي. قد الآفات مفردة أو متعددة تحدث على DNA، وذلك في الخلايا حقيقية النواة يقع في نواة والميتوكوندريا. تحديد وقياس فئات رئيسية من أضرار الأكسدة الناتجة لDNA تتطلب approprحلقة المكتبات الجزيئية من أجل إعداد بروتوكولات التحليلية. ركزنا اهتمامنا على الآفات أصغر جنبا إلى جنب، والتي هي البيورين 5 &#39;،8-سيكلو-2&#39;-deoxyribonucleosides، وجود سندات إضافية التساهمية بين القاعدة والأنصاف السكر التي أنشأتها هجوم الجذور الحرة. والمركبات هي 5 &#39;،8-سيكلو-2&#39;، وdeoxyadenosine 5 &#39;،8-سيكلو-2&#39;-deoxyguanosine القائمة في أشكال 5&#39;R و 5&#39;S diastereomeric (الشكل 5). قدرتها على أن تصبح حرة علامة الإجهاد المتطرف هو مسألة البحوث الأساسية .. 2 وفي الواقع، عندما يتعرض لDNA HO • التجريد الجذري من الهيدروجين موقف C5 &#39;من السكر هي واحدة من الأحداث المحتملة التي أدت إلى تشكيل هذه الآفات جنبا إلى جنب. ويمكن قياس البيورين 5 &#39;،8-cyclonucleosides ومجموع diastereomers من HPLC-MS/MS في هضم إنزيمي عينات من الحمض النووي المشع γ-متفاوتة 1 حتي 12 الآفات / 10 6 النيوكليوسيدات / غراي الذهاب غياب شكل من أشكال الأكسجين إلى مستوى الأكسجين الفسيولوجية لل أنان الأنسجة، فإن نسبة diastereomeric 5&#39;R / 5 يجري ~ 4 ~ و 3 لمدة 5 &quot;،8-cdAdo و 5 &#39;،8-cdGuo على التوالي (الشكل 11) 11 ومن الجدير بالذكر أن العلاقة بين الجرعة الإشعاعية و 5 &#39;،8-cdAdo و 5&#39; ،8-cdAdo الآفات في الكشف عن الحمض النووي الخلوي أبعد ما يكون عن أن يكون مفهوما. يمكن تجربة واحدة على أساس أشعة 2kGy ذكرت في التجريبية لا تعتبر قاطعة 11 مزيد من التجارب من هذا النوع والكميات التحليلية للآفات الأربعة هي ضرورية لتحديد هذه العلاقة. الكشف عن هذه الآفات والتحولات أكثر شعبية الأكسدة (مثل 8-OXO-deoxyguanosine-2&#39;، 8-oxodGuo) هي مسألة التحقيقات المكثفة، التي تثبت أهمية كل من الآفات أثناء عملية التمثيل الغذائي الناتج عن الأكسدة. 6،13 استخدام HPLC -MS/MS (ثلاثي رباعي) لديه حد الكشف على مقربة من 30fmol لجميع الآفات الأربعة. وادعى التحسينات الماضي لتصل إلى حدود الكشف عن مستويات attomol من الم Ù الصكشهادات خفض الانبعاثات. استنادا إلى الكتابات الحديثة جدا، 6 الإجراءات التحليلية يجب أن تتضمن تنظيف السليم للعينة والإثراء من أجل تلبية حدود الكشف عن MS / MS / MS (ايون فخ) أو المستخدم (ثلاثي رباعي) MS / MS في حالتنا. وقد وضعت الحيوية مستوحاة من المركبات الاصطناعية الإجراءات 1-4 بدءا من 8-bromopurine المشتقات أو التحلل الضوئي تحت. 7،12 تشمل هذه الإجراءات المتطرفة سلسلة من ردود الفعل الذي يحاكي آلية الحمض النووي من التلف من تشكيل 5 &#39;،8 cdAdo و5&#39; ،8-cdGuo الآفات. من وجهات نظر بيولوجية، وقد وجد أن هذه الآفات تتراكم مع الشيخوخة بطريقة الأنسجة محددة (الدماغ الكبد&gt;&gt; الكلى)، وتوفير دليل على أن آليات إصلاح الحمض النووي ليست كافية للحفاظ على المادة الوراثية من هذه الآفات 13 والواقع أن إصلاح الختان النوكليوتيدات (NER) هو الطريق الوحيد الذي تم تحديده حاليا لإصلاح هذه الآفات .. 2 والفئة الثانيةوفاق من المركبات المبينة في الشكلين 1 و 5 غير متوفرة تجاريا في الوقت الحالي، ولكن من الاستراتيجيات الاصطناعية هو موضح في الأدب أنه لن يكون من الصعب أن تعد هذه المركبات للاستخدام التجاري. نهج متعدد التخصصات التي تقدمها الدراسات البيولوجيا الكيميائية ليس فقط له قيمة هائلة في تحديد آليات الرواية التي تحدث في البيئة البيولوجية، لكنه يعطي أيضا إسهاما أساسيا في اكتشاف العلامات البيولوجية ووسائل التشخيص، وبذلك في نهاية المطاف الجدة في مجال الرعاية الصحية واستراتيجيات الوقاية. (14) وهناك حاجة لمساهمة الكيميائية التنمية الناجحة الطب الجزيئي، وخلق منصات متكاملة وألواح للالتنميط التمثيل الغذائي التي من المتوقع أن تسمح لترشيد الأمثل للتصميم التدخل، سواء العلاجية والغذائية، والحد من أوجه عدم اليقين والفشل عندما أنها يمكن أن تكون قابلة للتنبؤ.

كشفت تفاعل الجذور الحرة أهميتها الهائلة للأحداث البيولوجية كثيرة، بما في ذلك الشيخوخة والالتهابات. في الوقت الحاضر، وهو أكثر وأكثر وضوحا أن هناك حاجة لتوضيح كل خطوة الكيميائية المشاركة في هذا التفاعل، من أجل فهم الآليات الكامنة واستراتيجيات فعالة تتوخى من أجل السيطرة على الجذور الحرة وإصلاح الضرر. مساهمة من الدراسات الكيميائية الأساسية، ولكن الدراسة مباشرة في البيئة البيولوجية يمكن أن يكون صعبا، لأن استعلاء من العمليات المختلفة ويعقد يشوش النظر في النتائج والاستنتاجات ذات الصلة. ولذلك، أصبحت استراتيجية النمذجة ردود فعل الجذور الحرة ذات الصلة في ظل ظروف بيولوجيا خطوة أساسية في البحث من الآليات الكيميائية في علم الأحياء. في العقد الأخير نموا مجموعتنا نماذج العمليات الجذور الحرة في ظل ظروف بيوميمتيك. ولا سيما أننا أونvisaged التحولات ذات الصلة بيولوجيا من الأحماض الدهنية غير المشبعة، النيوكليوسيدات، والكبريت التي تحتوي على الأحماض الأمينية ووضعها في المسار الصحيح ليتم تقييمها والتحقق من صحة والمؤشرات الحيوية للحالة الصحية. 1-4 نهجنا العام يتكون من ثلاث وحدات: <ul style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> العضوية التوليف، الذي يوفر الوصول إلى الجزيئات الحيوية تعديل مناسب. ويمكن تصميم خطة الاصطناعية أيضا من أجل محاكاة العمليات الحرة الراديكالية التي تحدث في البيئة البيولوجية، وتطبيق الشروط وبالتالي قادرة على محاكاة عملية بيولوجية من الفائدة، والذي هو مبدأ الكيمياء جذرية بيوميمتيك. في نماذج بيوميمتيك وسط التفاعل هو الماء أو وسيلة غير متجانسة نظرا لتعايش حجرات المائية وغير المائية. ميزة للعمل مع النماذج بيوميمتيك هو أن تكون هناك بيئة مبسطة مع الشركاء رد فعل المعروف، حيث يمكن فحص تفاعل والمنتجات في مزيد من التفاصيل، ربما اكتشافمسارات الرواية الكيميائية. من هذه الخطوة يمكن أن تجمع المعلومات والآلية الحركية؛ </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنقية وتحليل وتوصيف المنتجات، وتوفير المعلومات الهيكلية والكيميائية للتعديل الجزيئات الحيوية من أجل تنظيم المكتبات الجزيئية وتسهيل recognition.in البيئة البيولوجية أكثر تعقيدا. وضعت البروتوكولات أيضا في ضوء حل مزيجا معقدا من المركبات مثل تلك المستمدة من العينات البيولوجية؛ </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> العلامات البيولوجية باستخدام التنمية العينات البيولوجية، والمستمدة إما عن طريق التجارب في المختبر باستخدام مزارع الخلايا، والدراسات المجراة من الحيوانات والبشر. ثم يتم تطبيق البروتوكولات وضعت في نماذج بيوميمتيك لتحليل العينات المعقدة، تصور التحولات الراديكالية الحرة في ظل ظروف مختلفة. المكتبات الجزيئية المتقدمة عن طريق التخليق هي من مساعدة كبيرة لاكتشافات علوم الحياة. جمع معلومات عن GIV التحولات الراديكالية الحرةه الفرصة لمعرفة الإصلاح والوقاية الاستراتيجيات. ويمكن استخدام قواعد البيانات من نتائج تقييم دقيق من قبل التحليل متعدد المتغيرات لأهمية العلامات البيولوجية وكذلك العوامل المرتبطة ممكن. </li></ul> اخترنا فئتين من المؤشرات الحيوية ذات الصلة لاعتماد هذا النهج: استرات الكوليسترول والبيورين 5 &#39;،8-سيكلو-2&#39;-deoxyribonucleosides.

<table border="1">
<tbody>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>MATERIALS</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Cholesteryl linoleate &ge;98%</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>C0289-100 mg</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Cholesteryl arachidonate&ge;95% </td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>C8753-25mg</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> 2-mercaptoethanol</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>M6250-100 ml</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> 2-propanol</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>34965-1L</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Methanol 215 SpS </td>
 <td>Romil</td>
 <td> H409-2,5 L</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Ethanol</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>02860-2.5L</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Chloroform SpS</td>
 <td>Romil</td>
 <td>H135 2,5 L</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> n-Hexane 95% SpS</td>
 <td>Romil</td>
 <td> H389 2,5 L</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Acetonitrile 230 SpS</td>
 <td>Romil</td>
 <td>H047 2,5 L</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Dichloromethane SpS</td>
 <td>Romil</td>
 <td>H2022,5 L</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Carbon tetrachloride</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>107344-1L </td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Sodium iodide</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>383112-100G</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Sodium hydrogen carbonate</td>
 <td>Carlo Erba</td>
 <td>478536-500 g </td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Diethyl ether</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td> 309966-1L</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> NaCl</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>S7653-5KG</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> NaOH solid</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>221465-25G</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> NH4OH sol. 28%-30%</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>221228-1L-A</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Acetic acid</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>320099-500ML</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Ammonium Cerium(IV)sulfate dihydride</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>221759-100G</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Ammonium Molybdate tetrahydrate</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>A7302-100G</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Sulfuric Acid 95%-98%</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>320501-1L</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Silver Nitrate</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>209139-25G</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Sodium sulfate anhydrous</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>238597-500G</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Nuclease P-I from penicillium citrinum</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>N8630-1VL</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Phosphodiesterase II type I-sa </td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>P9041-10UN</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Erythro-9-(2-hydroxy-3-nonyl)adenine, hc</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>E114-25MG</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Phosphatase alkaline type VII-t from*bov</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>P6774-1KU</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Phosphodiesterase I type VI</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>P3134-100MG</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Deoxyribonuclease II type IV from*porcin</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>D4138-20KU</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Trizma(r) base, biotechnology performanc ce</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>T6066-100G</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> EDTA</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>E1644-100G</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Succinic acid bioxtra</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>S3674-250G</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Calcium chloride</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>C5670-100G</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Formic acid, 98 %</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>06440-100ML</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Amicon Ultra-0.5 Centrifugal Filter Unit with Ultracel-3 membrane</td>
 <td>Millipore</td>
 <td>UFC500324</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> 8-Bromo-2'-deoxyguanosine</td>
 <td>Berry &amp; Associates</td>
 <td>PR3290-1 g</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> 8-Bromo-2'-deoxyadenosine</td>
 <td>Berry &amp; Associates</td>
 <td>PR3300-1 g</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Sodium iodide</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>383112-100G</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Sodium hydrogen carbonate</td>
 <td>Carlo Erba</td>
 <td>478536-500 g </td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> 2'-deoxyguanosine:H2O (U-15N5, 96-98%)</td>
 <td>Cambridge Isotope Laboratories, Inc</td>
 <td>CILNLM-3899-CA-0.1</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> 2'-deoxyadenosine (U-15N5, 98%) 95%+ CHEMICAL PURITY</td>
 <td>Cambridge Isotope Laboratories, Inc</td>
 <td>CILNLM-3895-0.1</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Nitrous oxide (N2O) </td>
 <td>Air Liquide </td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Deoxyribonucleic acid from calf thymus</td>
 <td>Sigma Aldrich</td>
 <td>D4522-5MG</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>EQUIPMENT</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>60Co-Gammacell</td>
 <td>AECL- Canada </td>
 <td>220</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Immersion well reaction medium pressure 125 watts </td>
 <td>Photochemical reactors ltd</td>
 <td>Model 3010</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Evaporating flask 250 ml</td>
 <td>Heidolph</td>
 <td>P/N NS 29/32 514-72000-00</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Luna 5 &mu;m C18(2) 100 &Aring;, LC Column 250 x 4.6 mm </td>
 <td>Phenomenex</td>
 <td>00A-4252-E0 </td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Alltima C8 Column 250 x 10 mm 5 &mu;m</td>
 <td>Grace</td>
 <td>88081</td>
 <td>Semipreparative</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>SecurityGuard Kit</td>
 <td>Phenomenex</td>
 <td>KJ0-4282</td>
 <td>Analytical holder kit and accessories</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Holder for 10.0 mm ID cartridges</td>
 <td>Phenomenex</td>
 <td>AJ0-7220</td>
 <td>Semipreparative holder </td>
 </tr>
 <tr>
 <td>10.0 mm ID cartridges </td>
 <td>Phenomenex</td>
 <td>AJ0-7221 </td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>High-performance liquid chromatography (HPLC) </td>
 <td>Agilent</td>
 <td>1100</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>LC/MS/MS </td>
 <td>Applied Biosystems</td>
 <td>4000QTRAP System</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Tandem mass ESI spectrometer </td>
 <td>(Bruker Daltonics) </td>
 <td>Esquire 3000 plus </td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Vial 2-4 ml </td>
 <td>SUPELCO </td>
 <td>Cod 27516</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Vial 4 ml </td>
 <td>SUPELCO </td>
 <td>Cod 27517</td>
 <td></td>
 </tr>
</tbody>
</table>

free radicals in chemical biology: from chemical behavior to biomarker development

وقد زاد تورط الجذور الحرة في علوم الحياة باستمرار مع مرور الوقت وتم توصيله عدة عمليات الفسيولوجية والمرضية. هذا الموضوع يشمل المجالات العلمية المتنوعة، والتي تمتد من الكيمياء الفيزيائية والبيولوجية وbioorganic لعلم الأحياء والطب، مع تطبيقات لتحسين حال نوعية الحياة والصحة والشيخوخة. مهارات متعددة التخصصات المطلوبة لتحقيق كامل في العديد من جوانب عمليات جذرية في البيئة البيولوجية والكيميائية المعرفة يلعب دورا حاسما في الكشف عن العمليات الأساسية والآليات. وضعنا نهجا البيولوجيا الكيميائية قادرا على الاتصال مجانا التفاعلات الكيميائية جذرية مع العمليات البيولوجية، وتوفير معلومات عن مسارات الآلي والمنتجات. جوهر هذا النهج هو تصميم نماذج لدراسة السلوك بيوميمتيك جزيء حيوي (الدهون والأحماض النووية والبروتينات) في النظم المائية، والحصول على رد فعل من رؤى وكذلك مسارات لق بناء المكتبات الجزيئي للمنتجات التفاعل الجذور الحرة. يمكن هذا السياق استخدمت بنجاح لاكتشاف العلامات البيولوجية وترد أمثلة مع فئتين من المركبات: أحادية غير المشبعة الايزومرات من استرات الكوليسترول، وقد تم تجميعها واستخدامها كمراجع للكشف في البلازما البشرية، والبيورين 5 &#39;،8-2-سيكلو &#39;-deoxyribonucleosides، أعدت وتستخدم كمرجع في البروتوكول للكشف عن الآفات من هذا القبيل في عينات من الحمض النووي، بعد الإشعاعات المؤينة أو تم الحصول عليها من ظروف صحية مختلفة.

وقد وصفت عملية ايزوميرة ولا سيما بالنسبة للاسترات الكوليسترول بتدبير أيزومرات أحادية غير المشبعة والأحماض اللينوليك من اراسيدونيك هو موضح في الشكل (1)، والمنتجات الأولى من هذا الهجوم، الذي يمكن أن يحدث في ظل ظروف الإجهاد الجذور الحرة في البيئة البيولوجية .. 5 في الشكل 3 يظهر آلية الكيميائية المشاركة في رابطة الدول المستقلة ايزوميرة العابر الرابطة المزدوجة. وأشار المصدر جذري بطريقة عامة على تحمل S محورها المتطرفين. في البروتوكولات ووصف المصدر هو ضوء الأشعة فوق البنفسجية المتطرفة التي هي قادرة على كسر homolitically الحاضر السندات SH في RSH جزيء ثيول. الشكل 4 يلخص بروتوكول الخطوات الثلاث لتركيب الطبقة الدهنية تعديل والكشف عنها في البلازما البشرية: تجميع يمثل بيوميمتيك عملية الجذور الحرة ويوفر أيضا إدخال واحد وعاء مناسب لgeometيتبع أيزومرات RICAL، دون أي تلوث من أيزومرات الموضعية عن طريق بروتوكولات تنقية والعزلة. ويمكن تطبيق المنهجيات التحليلية للكشف عن العديد من حساسة عالية من المحتوى عبر أيزومر وتوصيف مكتبة أحادية غير المشبعة استر الكوليسترول. على وجه الخصوص، يمكن أن يتم رامان الطيفي بشكل مباشر على نسبة الكوليسترول استر دون الاشتقاق (انظر الشكل 2 والشكل 9). الثاني البيورين المخاوف سبيل المثال 5 &#39;،8-سيكلو-2&#39;-deoxyribonucleosides، والتي هي آفات الحمض النووي الناجم عن هجوم الجذور الحرة إلى C5 موقف &#39;من السكر شاردة وتشكيل لاحقة من الرابطة التساهمية بين السكر والقاعدة الأنصاف. يمكن أن تنتج أربعة هياكل، وهذا هو، 5 &#39;،8-سيكلو-2&#39;، وdeoxyadenosine 5 &#39;،8-سيكلو-2&#39;-deoxyguanosine، سواء الموجودة في أشكال 5&#39;R و 5&#39;S diastereomeric (الشكل 5). في ر 6 الشكلانه يظهر رد فعل آلية، وينطوي على التحلل الضوئي من 8-bromopurine المشتقات 5 إلى إعطاء C8 المقابلة المتطرفة 6، الذي تجرد intramolecularly ذرة الهيدروجين من موقف C5 &#39;تكفل انتقائي في 7 2&#39;-deoxyadenosin-5&#39;-YL الراديكالية. 7 جذرية يخضع cyclization مع معدل ثابت في نطاق 10 5 -10 6 ق -1، 2 تابعوا عن طريق الأكسدة من 8 الراديكالية heteroaromatic لإعطاء المنتجات النهائية 9. رد فعل جذور الهيدروكسيل، الناتجة عن الإنحلال الإشعاعي من المياه، مع deoxyadenosine-2&#39;و2&#39;deoxyguanosine-(10)، وجد أن يحدث كاليفورنيا. 10٪ من التجريد الهيدروجين من موقف C5 &#39;.. 7 ويتضح نهجنا البيولوجيا الكيميائية للمكتبات البيورين 5 &#39;،8-سيكلو-2&#39;-deoxyribonucleosides (بما في ذلك مركبات المسمى) في الشكل 7، مع تحديد هذه الآفات في أليغنوكليوتيد] وكذلك في عينات من الحمض النووي التي تم الحصول عليها من فا<html> مصادر rious زارة شؤون المحاربين مثل، على سبيل المثال، وتعامل في ظروف الإشعاع المؤين، وتقليد من ظروف الإجهاد المتطرف. في الشكل 8 يتم عرض المعدات photoreactor نموذجية. الجهاز يسمح للتشعيع المركبات الذائبة في المذيبات المناسبة. وتتكون من: أ) دائرة رد الفعل مجهزة مدخل لغاز خامل (في أسفل) واثنين من مداخل للخروج الغاز وإضافة الكواشف؛ الثاني) دائرة داخلية تحتوي على الزئبق مصباح مناسبة متصلة نظام التبريد والطاقة الكهربائية، والتي يتم إدخالها في غرفة التفاعل من خلال الزجاج المشتركة. <img alt="الشكل 1" fo:content-width="6.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50379/50379fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50379/50379fig1.jpg" /> الشكل 1. أحادية غير المشبعة الايزومرات من الكوليسترول وينولييت arachidonate. r.within صفحة = &quot;دائما&quot;&gt; <img alt="الشكل 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50379/50379fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50379/50379fig2.jpg" /> الشكل 2. استرات الكوليسترول في الدم وتحليل الإنسان مباشرة لأحادية غير المشبعة أيزومرات بواسطة رامان الطيفي. <img alt="الشكل 3" fo:content-width="4in" fo:src="/files/ftp_upload/50379/50379fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50379/50379fig3.jpg" /> الشكل 3. بالإضافة إلى ذلك، عملية القضاء الذي يؤدي إلى ايزوميرة رابطة الدول المستقلة العابر للروابط مزدوجة من قبل المتطرفين thiyl. <img src="/files/ftp_upload/50379/50379fig4.jpg" alt="الشكل 4" /> الشكل 4. ثلاث خطوات لتطوير بروتوكول استرات الكوليسترول أحادية غير المشبعة والعلامات البيولوجية للإجهاد الجذور الحرة. <img alt="الشكل 5" fo:content-width="6.5in" fس: SRC = &quot;/ files/ftp_upload/50379/50379fig5highres.jpg&quot; SRC = &quot;/ files/ftp_upload/50379/50379fig5.jpg&quot; /&gt; الشكل 5. والبيورين أربعة 5 &quot;،8-سيكلو-2 &#39;-ديوكسي ريبونوكليوتيد diastereoisomers. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/50379/50379fig5large.jpg" target="_blank">اضغط هنا لمشاهدتها بشكل اكبر شخصية</a> . <img alt="الشكل 6" fo:content-width="6.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50379/50379fig6highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50379/50379fig6.jpg" /> الشكل 6. جيل من C5 &#39;المتطرفين، إما عن طريق التحلل الضوئي من 5 أو عن طريق تفاعل مع المتطرفين من 10 • HO، وآلية البيورين 5&#39; تشكيل ،8-سيكلو-2 &#39;ديوكسي ريبونوكليوتيد. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/50379/50379fig6large.jpg" target="_blank">اضغط هنا لمشاهدتها بشكل اكبر شخصية</a> . <img src="/files/ftp_upload/50379/50379fig7.jpg" alt="الشكل 7" /> الشكل 7. بروتوكول وأو تحديد بعض آفات الحمض النووي الراديكالية المحلية؛ و mtDNA: الميتوكوندريا الحمض النووي، nDNA: DNA النووي. <img src="/files/ftp_upload/50379/50379fig8.jpg" alt="الرقم 8" /> الشكل 8. الضوئية المفاعل. <img src="/files/ftp_upload/50379/50379fig9.jpg" alt="الشكل 9" /> الشكل 9. رامان طيف البلازما ممثل الكوليسترول استر. في المقارنة أقحم في منطقة محددة مع ينولييت الكوليسترول والكوليسترول أحادية غير المشبعة أيزومرات حمض اللينوليك. <img src="/files/ftp_upload/50379/50379fig10.jpg" alt="الشكل 10" /> الشكل 10. ممثل GC تحليل FAME استرات الكوليسترول تم الحصول عليها من البلازما. <img alt="الشكل 11" fo:content-width="4.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50379/50379fig11highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50379/50379fig11.jpg" /> &lt;STRONG&gt; الشكل 11. ممثل HPLC تشغيل تحتوي على 2&#39;-deoxyadenosine و2&#39;deoxyguanosine مع التأكسدي والبيورين 5 &#39;،8-سيكلو-2&#39;-deoxyribo النيوكليوسيدات. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/50379/50379fig11large.jpg" target="_blank">اضغط هنا لمشاهدتها بشكل اكبر شخصية</a> .

Watch this Scientific Journal Video about Free Radicals in Chemical Biology: from Chemical Behavior to Biomarker Development at JoVE.com

Free Radicals in Chemical Biology: from Chemical Behavior to Biomarker Development

وقد تم تطبيق الراديكالية القائمة على الكيمياء بيوميمتيك لبناء ما يصل المكتبات اللازمة لتطوير العلامات البيولوجية.

الجذور الحرة في علم الأحياء الكيميائي: من السلوك الكيميائي للتنمية العلامات البيولوجية

The involvement of free radicals in life sciences has constantly increased with time and has been connected to several physiological and pathological ...

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Chemistry

Organic Chemistry

Unit 1

Radical Chemistry

Alkene Structure and Reactivity

SCIENTISTS IN ACTION

Isolation and Chemical Characterization of Lipid A from Gram-negative Bacteria

عزل وتوصيف المواد الكيميائية من الدهن من البكتيريا سالبة الجرام

Lipopolysaccharide (LPS) is the major cell surface molecule of gram-negative bacteria, deposited on the outer leaflet of the outer membrane bilayer. LPS ...

A Guided Materials Screening Approach for Developing Quantitative Sol-gel Derived Protein Microarrays

A مواد إرشادية النهج فحص لتطوير الكمي سول جل ميكروأرس بروتين المشتقة

Microarrays have found use in the development of high-throughput assays for new materials and discovery of small-molecule drug leads. Herein we describe a ...

Preparation of Hydrophobic Metal-Organic Frameworks via Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition of Perfluoroalkanes for the Removal of Ammonia

إعداد أطر مسعور المعدنية العضوية عبر البلازما المحسن ترسيب الأبخرة الكيميائية من Perfluoroalkanes لإزالة الأمونيا

Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) of perfluoroalkanes has long been studied for tuning the wetting properties of surfaces. For high ...

An Inverse Analysis Approach to the Characterization of Chemical Transport in Paints

منهج تحليل معكوس لتوصيف النقل الكيميائية في مواد الطلاء

The ability to directly characterize chemical transport and interactions that occur within a material (i.e., subsurface dynamics) is a vital component in ...

Development of a Backbone Cyclic Peptide Library as Potential Antiparasitic Therapeutics Using Microwave Irradiation

وضع العمود الفقري مكتبة الببتيد دوري كما المحتملة ضد الطفيليات التداوي عن طريق الميكروويف تشعيع

Protein-protein interactions (PPIs) are intimately involved in almost all biological processes and are linked to many human diseases. Therefore, there is ...

Sequencing of Plant Wall Heteroxylans Using Enzymic, Chemical (Methylation) and Physical (Mass Spectrometry, Nuclear Magnetic Resonance) Techniques

Sequencing of Plant Wall Heteroxylans Using Enzymic, Chemical Methylation and Physical Mass Spectrometry, Nuclear Magnetic Resonance Techniques

تسلسل مصنع ستريت Heteroxylans عن طريق إنزيمي، والمواد الكيميائية (مثلأيشن) والمادية (الطيف الكتلي، الرنين المغناطيسي النووي) تقنيات

This protocol describes the specific techniques used for the characterization of reducing end (RE) and internal region glycosyl sequence(s) of ...

From Molecules to Materials: Engineering New Ionic Liquid Crystals Through Halogen Bonding

من جزيئات المواد: هندسة البلورات السائلة الأيونية الجديدة من خلال الربط هالوجين

Herein, we demonstrate that a bottom-up approach, based on halogen bonding (XB), can be successfully applied for the design of a new type of ionic liquid ...

Preparation of Chitosan-based Injectable Hydrogels and Its Application in 3D Cell Culture

إعداد المستندة إلى الشيتوزان الهلاميات المائية القابلة للحقن وتطبيقه في ثقافة الخلية 3D

The protocol presents a facile, efficient, and versatile method to prepare chitosan-based hydrogels using dynamic imine chemistry. The hydrogel is ...

One-pot Microwave-assisted Conversion of Anomeric Nitrate-esters to Trichloroacetimidates

وعاء واحد ساعدت الميكروويف التحويل من استرات النترات أنوميريك إلى تريتشلورواسيتيميداتيس

The goal of the following procedure is to provide a demonstration of the one-pot conversion of a 2-azido-1-nitrate-ester to a trichloroacetimidate ...

Constructing Thioether/Vinyl Sulfide-tethered Helical Peptides Via Photo-induced Thiol-ene/yne Hydrothiolation

بناء المستحثة "الببتيدات حلزونية عبر صور" ثيول-شرق/ين هيدروثيوليشن ثيوثير/"كبريتيد ثنائي الفينيل"-المربوطة

Here, we describe a detailed protocol for the preparation of thioether-tethered peptides using on-resin intramolecular/intermolecular thiol-ene ...