活性酸素種 reactive oxygen species (ROS) 反応性の高い酸素種を一般に活性酸素種とよぶ． １．一重項酸素 singlet oxygen 1O2 ２．スーパーオキサイドアニオンラジカル (superoxide anion radical,O2３．過酸化水素 (hydrogen peroxide, H2O2) ４．ヒドロキシルラジカル(・OH) ５．オゾン (ozone, O3) ) Text p.68 三重項酸素 triplet oxygen 3O 2 一重項酸素 1O 2 singlet oxygen Text p.184 電子はスピン量子数 msを有し，その 値は+1/2, -1/2である． 全スピン量子数の和 S S N 0・・・・一重項 ½・・・二重項 1・・・三重項 スピン多重度 N = 2S + 1 Text p.15 （スピン量子数） 0・・・・一重項 ½・・・二重項 1・・・三重項 スピン量子数の和 ½+½=1 三重項酸素 triplet oxygen 0・・・・一重項 ½・・・二重項 1・・・三重項 スピン量子数の和 ½-½=0 一重項酸素 singlet oxygen 結合次数 (BO) BO: bond order BO = 1 Text p.68 (結合性軌道中の電子数 － 反結合性軌道中の電子数） 2 Triplet oxygenのbond order BO = ½ (6 – 2) =2 O O 酸素分子とその還元体 プリント ｐ．３５～ １．一重項酸素 singlet oxygen 1O2 1O は，3O のπ*軌道の二つの不対電子が対を 2 2 なす電子軌道をとり，より高いエネルギー状態 3O 2 Text p.185 h 色素 1O 2 * 色素 色素 メチレンブルー ポルフィリン 色素増感法 実験室での製法 H2O2 + ClO- 1O 2 ClO- + 2H+ + 2e- → Cl- + H2O H2O2 → O2 ＋2H+ + 2e- + Cl- + H2O ２．スーパーオキサイドアニオンラジカル (superoxide anion radical, O2- ) BO = 2 結合長 1.21Å BO = 1.5 結合長 1.28Å 不均化(disproportionation) 反応基質中のある元素の酸化数の増加と減少が 同時に起こることを不均化(disproportionation)という． 言い換えれば，不均化反応を行う元素は，自分自身の 酸化剤であり，還元剤である． ex) Cu+ → Cu2+ + Cu H2O2 → ½ O2 + H2O (catalase) プリント ｐ．３７ ３．過酸化水素 (hydrogen peroxide,H2O2) BO = 1 結合長 1.49Å 酸素原子間の結合長に関してはtext p.183 表7.1 図7.9 H 2O 2 酸化剤・還元剤の両方の性質を持つ 徐々に分解し，水と酸素になる 2 H2O2 → 2 H2O + O2 3%水溶液はオキシドール(oxydol) 洗浄作用 O2の酸化作用 red. oxid. -1 H2O2 0 -2 O2 + 2 H2O 不均化反応(disproportionation) 外傷部位 カタラーゼ catalase ペルオキシダーゼ (peroxidase) H2O2 + 2 H 2 H2O 還元反応(reduction) 弱酸性 H+ + HO2- H2O2 pH 3 - 5 H+ + O22- 遮光保存 H h O 1.49Å O H 2 OH ４．ヒドロキシラジカル(・OH) e- eO2 oxygen O2- 過酸化物イオン peroxide O222H+ superoxide anion radical スーパーオキサイド アニオンラジカル eOH + OH- H2O2 hydrogen peroxide 過酸化水素 H2O2 + Fe2+ hydroxyl hydroxide radical ヒドロキシルラジカル OH + OH- + Fe3+ フェントン(Fenton)反応 1/2 O2 + 1/2 H2O2 H+ SOD (Cu, Zn, Mn, Fe) peroxide O22- O2- O2 oxygen 抗酸化酵素と 触媒反応 superoxide anion radical catalase (Fe, Mn) H2O2 hydrogen peroxide 1/2 O2 + H2O 2H peroxidase 2 H2O OH + OH- hydroxyl hydroxide radical 1/2 O2 + 1/2 H2O2 H+ SOD (Cu, Zn, Mn, Fe) peroxide O22- O2- O2 oxygen 抗酸化酵素と 触媒反応 superoxide anion radical catalase (Fe, Mn) H2O2 hydrogen peroxide 1/2 O2 + H2O 2H peroxidase 2 H2O OH + OH- hydroxyl hydroxide radical 1/2 O2 + 1/2 H2O2 H+ SOD (Cu, Zn, Mn, Fe) peroxide O22- O2- O2 oxygen 抗酸化酵素と 触媒反応 superoxide anion radical catalase (Fe, Mn) H2O2 hydrogen peroxide 1/2 O2 + H2O 2H peroxidase 2 H2O OH + OH- hydroxyl hydroxide radical NOは生体内において重要な生理機能を担う一方， RNSとして細胞や組織の障害に深く関わっていることが 明らかにされつつある． 活性窒素種 テキストｐ．１８６ 図７．１４ 反応性高い テキストｐ．187 記述
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