活性氧(ROS)是一類在生物體內與氧代謝有關的含氧自由基和易形成自由基的過氧化物,如過氧化物、超氧化物、羥基自由基、單線態氧和α-氧等。在生物學背景下,ROS是氧正常代謝的天然副產物,對細胞信號傳導和體內平衡起著重要作用。然而,在環境壓力如紫外線或熱暴露期間,ROS水平可能急劇增加,導致氧化應激,進而對細胞結構造成嚴重損害。
活性氧的具體作用包括:
細胞信號傳導。活性氧參與細胞內多種信號傳導途徑,影響基因表達、新陳代謝和細胞死亡等過程。
微生物殺滅。作為一種強氧化劑,活性氧能廣泛殺滅細菌、病毒、真菌等,其在消毒、農業和工業領域有廣泛套用。
植物生長發育。在植物中,活性氧作為重要的信號分子,參與生長發育、環境適應和防衛反應等過程。
氧化損傷。高濃度的活性氧可導致脂質過氧化、蛋白質氧化、核酸損傷和酶失活,對有機體造成傷害。
活性氧的產生部位主要包括細胞的葉綠體、線粒體、內質網、過氧化氫酶體、質膜和質外體等。其中,線粒體和葉綠體是產生ROS的主要部位,主要通過電子傳遞過程或代謝產生。
總的來說,活性氧在生物體內扮演著雙重角色,既對細胞信號傳導、微生物殺滅和植物生長發育等方面發揮著重要作用,同時也可能導致氧化應激和細胞損傷。