EPR測試中自旋加合物的穩(wěn)定性和代謝研究

環(huán)硝酮自旋捕獲在細(xì)胞研究中應(yīng)用的主要局限性是生物系統(tǒng)中的自旋加合物不穩(wěn)定，這會導(dǎo)致EPR信號的快速丟失。細(xì)胞誘導(dǎo)的自旋加合物衰減率高度依賴于細(xì)胞類型和細(xì)胞的狀態(tài)。超氧自由基陰離子O₂^·-生成通量的改變也會影響自旋加合物的穩(wěn)定性，因為從熱力學(xué)的角度上講，O₂^·-有利于加合物的還原，同時O₂^·-在自旋加合物的衰變過程中也起著重要作用。事實上，細(xì)胞內(nèi)還原劑的還原通常是EPR信號損失的最大原因。

科研工作者通過使用氧化還原試劑、細(xì)胞或細(xì)胞組分，研究導(dǎo)致信號衰減的生化機(jī)制和抗磁產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，使之能夠區(qū)分與自旋加合物的衰變這一現(xiàn)象有關(guān)的氧化和還原過程。例如，能夠充分接觸鐵輔助因子，但不能接觸細(xì)胞色素c的鐵血紅蛋白（如，細(xì)胞色素p450、血紅蛋白或辣根過氧化物酶(Hrp)等），它們可以誘導(dǎo)小尺寸環(huán)硝酮的O₂^·-加合物中氫過氧化功能的均解或異解，產(chǎn)生開環(huán)抗磁化合物或HO₂^·-加合物，當(dāng)氨氧基(氮氧化物)進(jìn)一步氧化時，它將產(chǎn)生作為中間體的高度不穩(wěn)定的氧氨陽離子；細(xì)胞漿中的抗壞血酸反應(yīng)形成EPR無法檢測的羥胺能夠迅速消除小分子，產(chǎn)生母體硝酮；谷胱甘肽過氧化物酶(GPX/GSH)能催化O₂^·-加合物還原為HO₂^·-加合物。

DMPO和DEPMPO的類似物在與超氧自由基陰離子結(jié)合形成O₂^·-加合物時表現(xiàn)出相似的行為，只有當(dāng)自旋陷阱結(jié)構(gòu)能夠確保在細(xì)胞外定位時，才能有效地防止細(xì)胞誘導(dǎo)的加合物分解。

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