One of the paradoxes of life on thi

One of the paradoxes of life on this planet is that the molecule that sustains aerobic life, oxygen, is not only fundamentally essential for energy metabolism and respiration, but it has been implicated in many diseases and degenerative conditions (Marx, 1985). A common element in such diverse human disorders as ageing, arthritis, cancer, Lou Gehrig's disease and many others is the involvement of partially reduced forms of oxygen. Our realisation of the significance of oxygen in disorders and stress-induced dysfunctions in cultivated plants is recent due in no small part to the difficulty in detecting and tracing oxygen molecules, to the multitude of forms and intermediates that oxygen can assume, and to the extreme reactivity and rate of the chemical reactions involved. As a consequence we often in our experiments can only look for the "footprints" of oxygen reactions in our attempts to determine cause-effect relationships in stress responses. The following chapter describes our current understanding of the general principles of activated oxygen.

Atmospheric oxygen in its ground-state is distinctive among the gaseous elements because it is a biradical, or in other words it has two unpaired electrons. This feature makes oxygen paramagnetic; it also makes oxygen very unlikely to participate in reactions with organic molecules unless it is "activated". The requirement for activation occurs because the two unpaired electrons in oxygen have parallel spins. According to Pauli's exclusion principle, this precludes reactions with a divalent reductant, unless this reductant also has two unpaired electrons with parallel spin opposite to that of the oxygen, which is a very rare occurrence. Hence, oxygen is usually non-reactive to organic molecules which have paired electrons with opposite spins. This spin restriction means that the most common mechanisms of oxygen reduction in biochemical reactions are those involving transfer of only a single electron (monovalent reduction).

Activation of oxygen may occur by two different mechanisms: absorption of sufficient energy to reverse the spin on one of the unpaired electrons, or monovalent reduction. The biradical form of oxygen is in a triplet ground state because the electrons have parallel spins. If triplet oxygen absorbs sufficient energy to reverse the spin of one of its unpaired electrons, it will form the singlet state, in which the two electrons have opposite spins (Fig. 1). This activation overcomes the spin restriction and singlet oxygen can consequently participate in reactions involving the simultaneous transfer of two electrons (divalent reduction). Since paired electrons are common in organic molecules, singlet oxygen is much more reactive towards organic molecules than its triplet counterpart.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

Paradoxes ของชีวิตบนโลกนี้อย่างใดอย่างหนึ่งคือโมเลกุลที่ชีวิตแอโรบิก ออกซิเจน ได้รับคำสั่งไม่เท่าความจำเป็นสำหรับการเผาผลาญพลังงานและการหายใจ แต่มีการเกี่ยวข้องในหลายโรคและอวัย (Marx, 1985) องค์ประกอบทั่วไปในโรคดังกล่าวมนุษย์หลากหลายดี โรคไขข้ออักเสบ โรคมะเร็ง โรค Lou Gehrig และอื่น ๆ อีกมากมายได้มีส่วนร่วมแบบบางส่วนลดออกซิเจน ปัญหาสำคัญของออกซิเจนในโรคและ dysfunctions เกิดความเครียดในการปลูกพืชของเราล่าสุดครบกำหนดในไม่เล็กกับความยากลำบากในการตรวจสอบ และติดตามโมเลกุลออกซิเจน เพื่อความหลากหลาย ของแบบฟอร์มและ intermediates ที่ออกซิเจนสามารถสมมติ และ การเกิดปฏิกิริยามากและอัตราของปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องได้ ผล ในการทดลองของเรามักจะสามารถเพียงหา "รอยเท้า" ของปฏิกิริยาออกซิเจนในความพยายามของเราเพื่อกำหนดความสัมพันธ์ของสาเหตุผลในการตอบสนองความเครียด บทต่อไปนี้อธิบายเราเข้าใจปัจจุบันหลักการทั่วไปของออกซิเจนที่เปิดใช้งานบรรยากาศออกซิเจนในสถานะพื้นจะโดดเด่นระหว่างองค์ประกอบเป็นต้นเนื่องจากเป็น biradical การ หรือกล่าวอีกนัยหนึ่ง มีสองอิเล็กตรอน unpaired คุณลักษณะนี้ช่วยให้ออกซิเจน paramagnetic มันยังทำให้ยากมากที่จะเข้าร่วมในปฏิกิริยาด้วยโมเลกุลอินทรีย์ยกเว้นว่ามันเป็น "เรียกใช้" ออกซิเจน ข้อกำหนดสำหรับการเปิดใช้งานเกิดขึ้นเนื่องจากอิเล็กตรอน unpaired สองออกซิเจนมีสปินขนาน ตามหลักของ Pauli นี้ไม่สามารถปฏิกิริยากับ divalent reductant นอกจากนี้ reductant มีสองอิเล็กตรอน unpaired กับหมุนขนานตรงข้ามกับที่ของออกซิเจน ซึ่งเป็นเหตุการณ์ที่หายากมาก ดังนั้น ออกซิเจนเป็นปกติไม่ใช่ปฏิกิริยากับโมเลกุลอินทรีย์ซึ่งมีคู่อิเล็กตรอน มีสปินตรงกันข้าม ข้อจำกัดการหมุนนี้หมายถึง ว่า กลไกทั่วลดออกซิเจนในปฏิกิริยาชีวเคมีผู้เกี่ยวข้องกับการโอนเพียงตัวเดียวอิเล็กตรอน (monovalent ลด)เรียกใช้ออกซิเจนอาจเกิดขึ้น โดยกลไกที่แตกต่างกันสอง: ดูดซึมพลังงานที่เพียงพอเพื่อย้อนกลับการหมุนของอิเล็กตรอน unpaired หรือ monovalent ลดได้ แบบฟอร์ม biradical ของออกซิเจนอยู่ในสถานะพื้น triplet เนื่องจากอิเล็กตรอนมีสปินขนาน ถ้าออกซิเจน triplet ดูดซับพลังงานที่เพียงพอการกลับหมุนของอิเล็กตรอน unpaired หนึ่ง มันจะการรัฐเสื้อกล้าม ที่สองอิเล็กตรอนมีสปินตรงกันข้าม (Fig. 1) เปิดใช้งานนี้ overcomes จำกัดหมุน และเสื้อกล้ามออกซิเจนสามารถเข้าร่วมในปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับการโอนย้ายพร้อมกันของสองอิเล็กตรอน (divalent ลด) ดังนั้น เนื่องจากอิเล็กตรอนจัดเป็นคู่อยู่ในโมเลกุลอินทรีย์ เสื้อกล้ามออกซิเจนมีมากขึ้นปฏิกิริยาต่อโมเลกุลอินทรีย์กว่ากันของ triplet

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

หนึ่งในความขัดแย้งของชีวิตบนโลกใบนี้ คือ โมเลกุลที่ sustains ชีวิตที่มีออกซิเจนไม่เพียงพื้นฐานที่จำเป็นสำหรับการหายใจและการเผาผลาญพลังงาน แต่มันเข้าไปพัวพัน กับโรคและสภาวะเสื่อมมาก ( มาร์กซ์ , 1985 ) องค์ประกอบทั่วไปในหลากหลายของความผิดปกติเช่นอายุ , โรคไขข้ออักเสบ , มะเร็ง ,โรค Lou Gehrig และคนอื่น ๆมีการลดลงบางส่วนในรูปแบบของออกซิเจน เราเข้าใจความสำคัญของออกซิเจนในความผิดปกติและ stress-induced ความผิดปกติในการปลูกพืช คือ ที่ผ่านมาเนื่องจากในส่วนเล็ก ๆ กับความยากในการตรวจสอบและการติดตามโมเลกุลออกซิเจน เพื่อความหลากหลายของรูปแบบและตัวกลางที่ออกซิเจนสามารถสมมติและปฏิกิริยาที่รุนแรงและอัตราของปฏิกิริยาทางเคมีที่เกี่ยวข้อง เพราะเรามักจะในการทดลองของเราสามารถค้นหา " รอยเท้า " ปฏิกิริยาของออกซิเจนในความพยายามของเราเพื่อตรวจสอบความสัมพันธ์ก่อให้เกิดผลในการตอบสนองความเครียด ตามบทบรรยายความรู้ในปัจจุบันใช้หลักการทั่วไปของออกซิเจน .

ออกซิเจนในบรรยากาศของสถานะพื้นของที่โดดเด่นขององค์ประกอบของก๊าซ เพราะมันเป็น biradical , หรือในคำอื่น ๆมันมีอยู่สอง Unpaired อิเล็กตรอน คุณลักษณะนี้จะทำให้ออกซิเจนพาราแมกเนติก มันยังทำให้ออกซิเจนยากมากที่จะมีส่วนร่วมในปฏิกิริยากับโมเลกุลอินทรีย์นอกจากจะ " เปิด "ความต้องการสำหรับการกระตุ้นเกิดขึ้นเพราะสอง Unpaired อิเล็กตรอนในออกซิเจนได้สปินแบบขนาน ตามเป๋ไป๋ ซึ่งขจัดปฏิกิริยากับต่างต่างขนาด นอกจากนี้ยังมีสอง Unpaired อิเล็กตรอนกับปั่นคู่ขนานตรงข้ามกับที่ของออกซิเจน ซึ่งเป็นเหตุการณ์ที่หายากมาก ดังนั้นออกซิเจนเป็นปกติไม่มีปฏิกิริยากับโมเลกุลอินทรีย์ที่ได้จับคู่กับอิเล็กตรอนสปินตรงข้ามกัน นี้สปินจำกัดหมายความว่ากลไกที่พบบ่อยที่สุดของการลดออกซิเจนในปฏิกิริยาทางชีวเคมีที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนเพียงอิเล็กตรอนเดี่ยว ( มก. ลด ) .

ใช้ออกซิเจนอาจเกิดขึ้นโดยกลไกที่แตกต่างกันสอง :การดูดกลืนพลังงานเพียงพอที่จะกลับหมุนบนหนึ่งของอิเล็กตรอน Unpaired หรือการกัด . แบบฟอร์ม biradical ของออกซิเจนในแฝดสามสถานะพื้นเพราะอิเล็กตรอนมีหมุนขนาน ถ้าตติยะออกซิเจนดูดซับพลังงานเพียงพอที่จะกลับการหมุนของหนึ่งของ Unpaired อิเล็กตรอนก็จะรูปแบบเสื้อกล้าม สภาพ ซึ่งมี 2 อิเล็กตรอนสปินตรงข้ามกัน ( รูปที่ 1 )การเปิดใช้งานนี้เอาชนะข้อ จำกัด และเสื้อกล้ามปั่นอ๊อกซิเจนจึงมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนพร้อมกันสองตัว ( ลดขนาด ) ตั้งแต่คู่อิเล็กตรอนมีทั่วไปในโมเลกุลอินทรีย์ เสื้อกล้ามออกซิเจนมากขึ้นปฏิกิริยากับโมเลกุลอินทรีย์กว่าสามคู่