O=一种生物抗氧化剂 —α-硫辛酸.doc

一种生物抗氧化剂 — α-硫辛酸Lester Packer, Eric H. Witt, Hans Jurgen Tritschler美国加利福尼亚州伯克利市加利福尼亚大学，分子和细胞生物学系，膜生物能研究组德国法兰克福市，ASTA医学院摘要 —— α-硫辛酸粒体脱氢酶反应中发挥重要作用，近来它作为一种抗氧化剂，受到人们极大关注脂酸或其还原型产物二氢脂酸可与过氧化物自由基，羟自由基，次氯酸，过氧化氢以及单线态氧等反应氧簇发生反应脂酸也可与维生素C以及谷胱甘肽产生相互作用，继而使维生素E再循环利用，从而保护细胞膜除了具有抗氧化活性外，二氢脂酸也可通过还原铁离子发挥氧化强化剂的作用在许多氧化应激模型中，给予α-硫辛酸进行治疗已被证实有益，此类模型包括缺血再灌注损伤，糖尿病（硫辛酸和二氢硫辛酸与蛋白均呈疏水性结合，例如与白蛋白结合，可阻止糖基化反应），白内障的形成，HIV激活，神经退行性病变，以及自由基损伤而且，脂酸还可用作一些蛋白氧化还原反应的调节剂，如肌球蛋白，泌乳素，硫氧还蛋白以及NF-κB转录因子等我们从如下几个方面对脂酸的特性进行了综述：（1）与反应氧簇发生的反应；（2）与其他抗氧化剂的相互作用；（3）在氧化应激模型或临床状况中发挥的有益效应。

关键词 —— 抗氧化剂，二氢脂酸，，二氢硫辛酸，α-脂酸，α-硫辛酸，氧化应激，氧化还原反应调节，综述，硫辛酸，自由基介绍α-硫辛酸的新陈代谢作用为人们所认识已有数十年它最初是作为一种醋酸取代因子由Reed及其同事分离得到1，2，溶于水，但也溶于有机溶剂它有多个名字，包括硫辛酸；1，2-二硫戊环基-3-戊酸；1，2-二硫戊环基-3-戊酸以及6，8-二巯基辛酸α-硫辛酸为硫辛酰胺，它在多酶复合物中的作用为一种辅助因子，可催化α-酮酸类发生氧化脱羧反应，这些酮酸类物质包括丙酮酸，α-酮戊二酸以及支链α-酮酸3α-硫辛酸分离得到后曾暂时被归为维生素类物质1，4，但后来发现它是由动物和人体合成的5；但是，目前尚未阐明可进行重新合成的完全酶学途径多项研究表明，辛酸是八碳脂肪酸链的中间体，半胱氨酸可能提供了硫基的来源6最近，α-硫辛酸及其还原型二氢硫辛酸（DHLA，图1）可能具有抗氧化功能引起了人们极大地关注在本综述中，我们重点论述了这些化合物的抗氧化特性，以及基于对这一老的辅酶的新鲜认识可能带来的预防和治疗应用前景抗氧化剂的标准评价一种化合物的抗氧化能力时必须考虑多项标准其中一些标准涉及化合物的化学性质和生物化学性质： α-硫辛酸 二氢硫辛酸图1. α-硫辛酸和二氢硫辛酸的结构，分别为化学结构（上图），球-棒模型（中图），空间填充模型（下图）。

图中也显示了天然存在的R-对映体合成的α-硫辛酸是R-和S-对映体的外消旋混合物l 抑制自由基的特性l 螯合金属的活性l 与其他抗氧化剂的相互作用l 对基因表达的影响考虑到疾病预防或治疗用途时，其他标准也非常重要：l 吸收情况及生物利用度l 在组织，细胞和细胞外液中的浓度l 分布（在水相中还是膜结构中，还是两者兼而有之？）一种物质无需满足上述所有的标准才可认定为一种良好的抗氧化剂例如，维生素E只在膜上或脂质结构域中才发挥作用，其突出的作用是抑制脂质过氧化自由基，对于水相中的自由基的作用微乎其微或根本没有活性，然而，维生素E依然被认为是机体重要的抗氧化剂之一流行病学研究证实维生素E可以预防许多氧化相关的疾病，例如心脏病7，8一种“理想的”抗氧化剂应满足上述所有标准α-硫辛酸/二氢硫辛酸氧化还原对比较接近这种理想状况；它一直被称为“万能抗氧化剂”9α-硫辛酸易于从食物中吸收在很多组织中，它迅速转化成DHLA，近来在分析技术方面取得的进展已清楚地证实了这一点10，11该氧化还原对中的一个组分或两者皆可有效地抑制脂质和水相中的大量自由基DHLA21，32，33和α-硫辛酸13，19，23，24均具有螯合金属的活性。

DHLA可与其他抗氧化剂发生协同作用，说明它能够使其他抗氧化剂从基态或失活态中再生最后，有证据显示，该氧化还原对调节性蛋白以及参与机体正常生长代谢的基因可能有作用考虑到这些抗氧化剂的作用，目前开展了大量的实验研究和临床研究，这些研究表明，α-硫辛酸作为一种治疗药物对于下述疾病非常有用或具有潜在应用价值，如糖尿病，缺血-再灌注损伤，重金属中毒，辐射损伤，神经退行性病变以及HIV感染等结论α-硫辛酸及其还原型DHLA被称为“万能抗氧化剂”，既可以在脂膜中又可以在水相中发挥作用9α-硫辛酸和DHLA都具有明确的抗氧化特性这些性质包括它们可以直接淬灭多种反应氧簇，抑制反应氧发生器以及节省其他抗氧化剂等能力大量的实验和临床研究指出α-硫辛酸在以下多种疾病的治疗中有用武之地，如：心脏和大脑缺血-再灌注损伤，重金属中毒，辐射损伤，糖尿病，神经退行性疾病以及艾滋病等在德国已批准了高剂量α-硫辛酸用于治疗糖尿病多发性神经病变而且，α-硫辛酸引人注目的抗氧化特性及其与其他一些重要的抗氧化剂如维生素E，抗坏血酸，谷胱甘肽等的相互作用，为后续的研究提供了广阔而丰富的领域参考文献I. Reed, L. J.; DeBusk, B. G.; Gunsalus, I. C.; Hornberger, Jr., C. S. Crystalline ~t-lipoic acid: a catalytic agent associated with pyrnvate dehydrogenase. Science 114:93-94; 1951.2. Reed, L. J. The chemistry and function of lipoic acids. Adv. Enzymol. 18:319-347; 1957.3. Reed, L. J. Multienzyme complex. Ace. Chem. Res. 7:40-46; 1974.4. Rosenberg, H. R.; Culik, R. Effect of a-lipoic acid on vitamin C and vitamin E deficiencies. Arch. Biochem. Biophys. 80:86-93; 1959.5. Carreau, J. P. Biosynthesis of lipoic acid via unsaturated fatty acids. Meth. Enzymol. 62:152-158; 1979.6. Dupre, S.; Spoto, G.; Matarese, R. M.; Orlando, M.; Cavallini, D. Biosynthesis of lipoic acid in the rat: Incorporation of 3sSand J4C-labeled precursors. Arch. Biochem. Biophys. 202:361- 365; 1980.7. Rimm, E. B.; Stampfer, M. J.; Ascherio, A.; Giovannucci, E.; Colditz, G. A.; Willett, W. C. Vitamin E consumption and the risk of coronary heart disease in men. N. Engl. J. Med. 328:1450-1456; 1993.8. Stampfer, M. J.; Hennekens, C. H.; Manson, J. E.; Colditz, G. A.; Rosner, B.; Willett, W. C. Vitamin E consumption and the risk of coronary disease in women. N. Engl. J. Med. 328:1444-1449; 1993.9. Kagan, V. E.; Shvedova, A.; Serbinova, E.; Khan, S.; Swanson, C.; Powell, R.; Packer, L. Dihydrolipoic acid: A universal antioxidant both in the membrane and in the aqueous phase. Biochem. Pharmacol. 44:1637-1649; 1992a.10. Handelman, G. J.; Han, D.; Tritschler, H.; Packer, L. c~-Lipoic acid reduction by mammalian cells to the dithiol form and release into the culture medium. Biochem. Pharmacol. in press; 1994.11. Podda, M.; Han, D.; Koh, B.; Fuchs, J.; Packer, L. Conversion of lipoic acid to dihydrolipoic acid in human keratinocytes. Clin. Res. 42:41A; 1994.12. Suzuki, Y. J.; Tsuchiya, M.; Packer, L. Thioctic acid and dihydrolipoic acid are novel antioxidants which interact with reac tive oxygen species. Free Rad. Res. Comms. 15:255-263; 1991.。