Hypothiokyanit - Hypothiocyanite

Hypothiokyanit je anion [OSCN]− a konjugovaná báze z kyselina hypotiokyanová (HOSCN). Je to organická sloučenina část thiokyanátů, protože obsahuje funkční skupina SCN. Vzniká, když je kyslík samostatně vázán k thiokyanát skupina. Kyselina hypothiokyanová je poměrně slabá kyselina; své kyselá disociační konstanta (strK.A) je 5,3.

Hypothiokyanit je tvořen peroxidázou[1] katalýza peroxidu vodíku a thiokyanátu:

H2Ó2 + SCN− → OSCN− + H2Ó

Jako baktericid

Hypothiokyanit se přirozeně vyskytuje v antimikrobiálním imunitním systému lidského dýchacího traktu[2] v redoxní reakce katalyzováno enzymem laktoperoxidáza.[3] Byl rozsáhle zkoumán pro své schopnosti alternativního antibiotika, protože je neškodný pro buňky lidského těla a je cytotoxický vůči bakteriím.[4] Přesné způsoby výroby hypothiokyanitu byly patentovány, protože takové účinné antimikrobiální činidlo má mnoho komerčních aplikací.[5]

Mechanismus účinku

Laktoperoxidázou katalyzované reakce poskytují krátkodobé produkty přechodné oxidace SCN−, poskytující antibakteriální aktivitu.[6]

Hlavním meziproduktem oxidace je hypothiokyanit OSCN−, který se vyrábí v množství asi 1 mol na mol peroxidu vodíku. Při optimu pH 5,3 OSCN− je v rovnováze s HOSCN. Nenabitý HOSCN je považován za větší baktericidní prostředek ze dvou forem.[7] Při pH 7 bylo vyhodnoceno, že HOSCN představuje 2% ve srovnání s OSCN− 98%.[8]

Akce OSCN− proti bakteriím je údajně způsoben oxidací sulfhydrylem (SH).[9]

Oxidace -SH skupin v bakteriální cytoplazmatické membráně vede ke ztrátě schopnosti transportovat glukózu a také k úniku iontů draslíku, aminokyselin a peptidu.

OSCN− byl také identifikován jako antimikrobiální látka v mléce, slinách,[10] slzy a hlen.

OSCN− je považován za bezpečný produkt, protože není mutagenní.[11]

Vztah k cystické fibróze

Zpočátku byla tato konkrétní sloučenina katalyzovaná laktoperoxidázou původně objevena při sledování specifického prostředí cystická fibróza oslabený imunitní systém pacientů proti bakteriální infekci.[12]

Mezi příznaky cystické fibrózy patří neschopnost vylučovat dostatečné množství SCN− což má za následek nedostatek potřebného hypothiokyanitu, což vede ke zvýšení viskozity sliznic, zánětu a bakteriální infekce v dýchacích cestách.

Laktoferin s hypothiokyanitem lék na vzácná onemocnění stav podle EMEA[13] a FDA.[14]

Objev přirozeně koreloval se studiemi zkoumajícími různé metody, které usilují o další získání alternativních antibiotik, s pochopením, že většina starších antibiotik snižuje účinnost proti bakteriím s rezistencí na antibiotika.

OSCN−, který není antibiotikem, prokázal účinnost na superbugy včetně referenčních kmenů MRSA, BCC, Mucoid PA

Schéma LPO / SCN−/ H2Ó2 v člověku plíce

Rozsah účinnosti

Neúplný seznam mikroorganismů.

Bakterie (Grampozitivní a negativní)

Viry[15]

Kvasinky a plísně

Viz také

Reference

  1. ^ Furtmüller PG, Zederbauer M, Jantschko W, Helm J, Bogner M, Jakopitsch C, Obinger C (leden 2006). "Aktivní struktura místa a katalytické mechanismy lidských peroxidáz". Oblouk. Biochem. Biophys. 445 (2): 199–213. doi:10.1016 / j.abb.2005.09.017. PMID  16288970.
  2. ^ Al Obaidi AH (červenec 2007). „Role laktoperoxidázy v dýchacích cestách při úklidu poškození peroxidem vodíku u astmatu“. Ann Thorac Med. 2 (3): 107–10. doi:10.4103/1817-1737.33698. PMC  2732085. PMID  19727356.
  3. ^ Moskwa P, Lorentzen D, Excoffon KJ, Zabner J, McCray PB, Nauseef WM, Dupuy C, Bánfi B (leden 2007). „Nový systém obrany dýchacích cest hostitele je vadný při cystické fibróze“. Dopoledne. J. Respir. Krit. Care Med. 175 (2): 174–83. doi:10,1164 / rccm. 200607-1029OC. PMC  2720149. PMID  17082494.
  4. ^ Carlsson J, Edlund MB, Hänström L (červen 1984). „Baktericidní a cytotoxické účinky směsí hypothiokyanit-peroxid vodíku“. Infikovat. Immun. 44 (3): 581–6. doi:10.1128 / IAI.44.3.581-586.1984. PMC  263633. PMID  6724690.
  5. ^ Mansson-Rahemtulla B, Pruitt KM, Tenovuo J, Le TM (říjen 1983). "Ústní voda, která optimalizuje in vivo tvorbu hypothiokyanitu". J. Dent. Res. 62 (10): 1062–6. doi:10.1177/00220345830620101101. PMID  6578235.
  6. ^ Pruitt KM, Tenovuo J, Andrews RW, McKane T (únor 1982). „Oxidace thiokyanátu katalyzovaná laktoperoxidázou: polarografická studie oxidačních produktů“. Biochemie. 21 (3): 562–7. doi:10.1021 / bi00532a023. PMID  7066307.
  7. ^ Thomas EL, Pera KA, Smith KW, Chwang AK (únor 1983). „Inhibice Streptococcus mutans pomocí laktoperoxidázového antimikrobiálního systému“. Infikovat. Immun. 39 (2): 767–78. doi:10.1128 / IAI.39.2.767-778.1983. PMC  348016. PMID  6832819.
  8. ^ Thomas EL (květen 1981). „Oxidace thiokyanátu katalyzovaná laktoperoxidázou: rovnováhy mezi oxidovanými formami thiokyanátu“. Biochemie. 20 (11): 3273–80. doi:10.1021 / bi00514a045. PMID  7248282.
  9. ^ Thomas EL, Aune TM (květen 1978). „Laktoperoxidáza, peroxid, thiokyanátový antimikrobiální systém: korelace oxidace sulfhydrylu s antimikrobiálním účinkem“. Infikovat. Immun. 20 (2): 456–63. doi:10.1128 / IAI.20.2.456-463.1978. PMC  421877. PMID  352945.
  10. ^ Tenovuo J (leden 2002). „Klinické aplikace antimikrobiálních hostitelských proteinů laktoperoxidázy, lysozymu a laktoferinu v xerostomii: účinnost a bezpečnost“. Oral Dis. 8 (1): 23–9. doi:10.1034 / j.1601-0825.2002.1o781.x. PMID  11936452.
  11. ^ White WE, Pruitt KM, Mansson-Rahemtulla B (únor 1983). „Antibakteriální systém peroxidáza-thiokyanát-peroxid nepoškozuje DNA“. Antimicrob. Agenti Chemother. 23 (2): 267–72. doi:10.1128 / aac.23.2.267. PMC  186035. PMID  6340603.
  12. ^ Gattas MV, Forteza R, Fragoso MA, Fregien N, Salas P, Salathe M, Conner GE (listopad 2009). „OXIDATIVNÍ EPITELIÁLNÍ HOSTOVÁ OBRANA JE REGULOVANÁ INFEKČNÍMI A ZÁPALNÝMI STIMULI“. Volný radikál. Biol. Med. 47 (10): 1450–8. doi:10.1016 / j.freeradbiomed.2009.08.017. PMC  2767478. PMID  19703552.
  13. ^ „Veřejné shrnutí pozitivního stanoviska k označení hypothiokyanit / laktoferin pro léčbu cystické fibrózy pro vzácná onemocnění“ (PDF). Hodnocení před registrací humánních léčivých přípravků. Evropská agentura pro léčivé přípravky. 2009-09-07. Archivovány od originál (PDF) dne 2010-05-30. Citováno 2010-01-23.
  14. ^ „Meveol: stav léčivých přípravků pro vzácná onemocnění udělený FDA pro léčbu cystické fibrózy“. United States Food and Drug Administration. 2009-11-05. Archivovány od originál dne 24. 12. 2009. Citováno 2010-01-23.
  15. ^ Mikola H, Waris M, Tenovuo J (březen 1995). „Inhibice viru herpes simplex typu 1, respiračního syncyciálního viru a echoviru typu 11 hypothiokyanitem generovaným peroxidázou“. Antiviral Res. 26 (2): 161–71. doi:10.1016 / 0166-3542 (94) 00073-h. PMID  7605114.

Další čtení