フリーラジカルオート酸化に関する視点：多価不飽和脂肪酸とステロール過酸化の物理的有機化学

この視点は、分子酸素と有機化合物のフリーラジカル反応に関する著者の研究室からの進歩について説明しています。多価不飽和脂肪酸（PUFA）とステロールは、特にラジカル鎖酸化を受ける傾向があり、脂質過酸化として知られるこのプロセスは、酸化ストレスの結果であるさまざまな条件下で生体内で発生することを示唆しています。環状過酸化物、ヒドロペルオキシド、およびエポキシアルコールは、過酸化から形成された主要な製品であり、製品形成の基本的なメカニズムは今ではかなりよく理解されています。これらのメカニズムには、炭素ラジカルへの酸素の可逆的添加、アリルおよびペンタジエニルペルオキシルラジカルの環化と環化、および過酸化物結合に対する炭素ラジカルのホモリティス置換が含まれます。生物学と医学におけるフリーラジカルの問題に対する物理的有機的アプローチは、メカニズムの研究に適用された立体化学、運動、および胸部外力学的プローブを備えたこの観点で強調されています。ラジカルクロックにより、フリーラジカル伝播速度定数の測定が可能になり、コレステロールの直接の生合成前駆体である7-デヒドロコレステロールは、この時計によって、知られている最も酸化可能な脂質の1つであることがわかります。7-デヒドロコレステロールの人間の健康に対する極端な反応性の結果は、著者の研究室における現在の研究テーマの焦点です。

This Perspective describes advances from the author's laboratory on the free radical reactions of organic compounds with molecular oxygen. Polyunsaturated fatty acids (PUFAs) and sterols are particularly prone to undergo radical chain oxidation, and evidence suggests that this process, known as lipid peroxidation, occurs in vivo under a variety of conditions that are the result of an oxidative stress. Cyclic peroxides, hydroperoxides, and epoxy alcohols are major products formed from peroxidation, and the basic mechanisms of product formation are now reasonably well understood. These mechanisms include reversible addition of oxygen to carbon radicals, rearrangement and cyclization of allyl and pentadienyl peroxyl radicals, and homolytic substitution of carbon radicals on the peroxide bond. A physical organic approach to the problem of free radicals in biology and medicine is highlighted in this Perspective with stereochemical, kinetic, and extrathermodynamic probes applied to the study of mechanism. A radical clock permits the determination of free radical propagation rate constants, and 7-dehydrocholesterol, the immediate biosynthetic precursor of cholesterol, is found by this clock to be one of the most oxidizable lipids known. The consequences of the extreme reactivity of 7-dehydrocholesterol on human health is the focus of a current research theme in the author's laboratory.