PQQ 的抗氧化作用主要体现在清除自由基、调节抗氧化酶系统以及螯合金属离子等方面,以下是具体介绍:
清除自由基
直接清除:PQQ 具有独特的醌式结构,这种结构使其能够直接与体内的自由基发生反应。比如,PQQ 能够迅速与超氧阴离子自由基(O₂⁻)结合,接受其多余的电子,将其转化为过氧化氢(H₂O₂),然后过氧化氢在过氧化氢酶的作用下进一步分解为水和氧气,从而阻止超氧阴离子自由基对细胞造成损害。同时,PQQ 还能与羟自由基(·OH)发生反应,通过提供氢原子等方式将羟自由基转化为水,降低羟自由基的浓度,减轻其对细胞内脂质、蛋白质和 DNA 的氧化损伤。
间接清除:PQQ 可以通过调节细胞内的代谢过程,减少自由基的产生。例如,PQQ 参与细胞的能量代谢,优化线粒体的功能,使细胞的能量产生过程更加高效和稳定,减少因能量代谢异常而产生的自由基。
调节抗氧化酶系统
激活抗氧化酶:
PQQ 能够激活细胞内的多种抗氧化酶,如超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和过氧化氢酶(CAT)等。PQQ 可以作用于这些抗氧化酶的基因表达水平,促进其合成和分泌,提高它们在细胞内的活性。以 SOD 为例,PQQ 可增强 SOD 基因的转录和翻译过程,使细胞内 SOD 的含量增加,进而提高细胞清除超氧阴离子自由基的能力。
协同抗氧化:PQQ 与抗氧化酶之间还存在协同作用。PQQ 可以为抗氧化酶提供必要的辅助因子或调节其活性中心的微环境,使抗氧化酶能够更高效地发挥作用。同时,抗氧化酶在清除自由基的过程中,也可以保护 PQQ 不被过度氧化,维持 PQQ 的抗氧化活性,形成一个相互协作的抗氧化防御体系,共同抵御自由基对细胞的攻击。
螯合金属离子
抑制自由基生成:一些金属离子,如铁离子(Fe³⁺)、铜离子(Cu²⁺)等,在细胞内可通过芬顿反应或哈伯-韦斯反应催化生成羟自由基等活性氧物质,从而引发氧化应激反应。PQQ 具有一定的金属离子螯合能力,能够与这些金属离子结合,形成稳定的复合物。PQQ 与铁离子结合后,可阻止铁离子参与芬顿反应,减少羟自由基的生成,降低氧化损伤的风险。
稳定细胞内环境:通过螯合金属离子,PQQ 还能调节细胞内金属离子的浓度和分布,维持细胞内环境的稳定,防止金属离子过度积累导致的氧化应激和细胞损伤,从而间接发挥抗氧化作用。