Reaktivní druhy dusíku - Reactive nitrogen species
![Reakce vedoucí k tvorbě oxidu dusnatého a reaktivních druhů dusíku. From Novo and Parola, 2008. [1]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/62/Reactions_leading_to_generation_of_Nitric_Oxide_and_Reactive_Nitrogen_Species.jpg/400px-Reactions_leading_to_generation_of_Nitric_Oxide_and_Reactive_Nitrogen_Species.jpg)
Reaktivní druhy dusíku (RNS) jsou rodinou antimikrobiálních molekul odvozených od oxid dusnatý (• NE) a superoxid (Ó2•−) produkovaný enzymatickou aktivitou indukovatelné syntázy oxidu dusnatého 2 (NOS2 ) a NADPH oxidáza resp. NOS2 je primárně vyjádřen v makrofágy po indukci cytokiny a mikrobiální produkty, zejména interferon-gama (IFN-y) a lipopolysacharid (LPS).[2]
Reaktivní druhy dusíku působí společně s reaktivní formy kyslíku (ROS) k poškození buňky způsobující nitrosativní stres. Proto se tyto dva druhy často souhrnně označují jako ROS / RNS.
Reaktivní druhy dusíku se také kontinuálně produkují v rostlinách jako vedlejší produkty aerobní metabolismus nebo v reakci na stres.[3]
Typy
RNS se produkují u zvířat počínaje reakcí oxid dusnatý (• NE) s superoxid (Ó2•−) tvořit peroxynitrit (ONOO−):[4][5]
- • NO (oxid dusnatý) + O2•− (superoxid) → ONOO− (peroxynitrit)
Superoxidový anion (O2−) je reaktivní forma kyslíku, která ve vaskulatuře rychle reaguje s oxidem dusnatým (NO). Reakce produkuje peroxynitrit a vyčerpává bioaktivitu NO. To je důležité, protože NO je klíčovým mediátorem mnoha důležitých vaskulárních funkcí, včetně regulace tonusu a krevního tlaku hladkého svalstva, aktivace krevních destiček a signalizace vaskulárních buněk.[6]
Samotný peroxynitrit je vysoce reaktivní látka, která může přímo reagovat s různými biologickými cíli a složkami buňky, včetně lipidů, thiolů, aminokyselinových zbytků, bází DNA a nízkomolekulárních antioxidantů.[7] Tyto reakce však probíhají relativně pomalu. Tato pomalá reakční rychlost mu umožňuje selektivněji reagovat v celé buňce. Peroxynitrit je schopen se do určité míry dostat přes buněčné membrány aniontovými kanály.[8] Kromě toho může peroxynitrit reagovat s jinými molekulami za vzniku dalších typů RNS, včetně oxid dusičitý (•NE2) a oxid dusný (N2Ó3), stejně jako další typy chemicky reaktivních volné radikály. Mezi důležité reakce zahrnující RNS patří:
- ONOO− + H+ → ONOOH (kyselina peroxynitrous ) → • NE2 (oxid dusičitý) + • OH (hydroxylový radikál )
- ONOO− + CO2 (oxid uhličitý ) → ONOOCO2− (nitrosoperoxykarbonát)
- ONOOCO2− → • Č2 (oxid dusičitý) + O = C (O •) O− (karbonátový radikál)
- • NE + • NE2 ⇌ N2Ó3 (oxid dusný)
Biologické cíle
Peroxynitrit může reagovat přímo s proteiny, které obsahují centra přechodových kovů. Proto může modifikovat proteiny, jako je hemoglobin, myoglobin a cytochrom c oxidací železného hemu do odpovídajících železitých forem. Peroxynitrit může být také schopen změnit strukturu proteinu reakcí s různými aminokyselinami v peptidovém řetězci. Nejběžnější reakcí s aminokyselinami je oxidace cysteinu. Další reakcí je nitrace tyrosinu; avšak peroxynitrit nereaguje přímo s tyrosinem. Tyrosin reaguje s jinými RNS, které jsou produkovány peroxynitritem. Všechny tyto reakce ovlivňují strukturu a funkci proteinů, a proto mají potenciál způsobit změny v katalytické aktivitě enzymů, změněnou organizaci cytoskeletu a narušenou transdukci buněčného signálu.[8]
Viz také
Reference
- ^ Novo E, Parola M (2008). „Redoxní mechanismy při chronickém hojení ran a fibrogenezi jater“. Oprava tkáně fibrogeneze. 1 (1): 5. doi:10.1186/1755-1536-1-5. PMC 2584013. PMID 19014652.
- ^ Iovine NM, Pursnani S, Voldman A, Wasserman G, Blaser MJ, Weinrauch Y (březen 2008). „Reaktivní druhy dusíku přispívají k přirozené obraně hostitele proti Campylobacter jejuni". Infekce a imunita. 76 (3): 986–93. doi:10.1128 / IAI.01063-07. PMC 2258852. PMID 18174337.
- ^ Pauly N, Pucciariello C, Mandon K, Innocenti G, Jamet A, Baudouin E, Hérouart D, Frendo P, Puppo A (2006). „Reaktivní druhy kyslíku a dusíku a glutathion: klíčoví hráči na trhu s luštěninamiRhizobium symbióza". Journal of Experimental Botany. 57 (8): 1769–76. doi:10.1093 / jxb / erj184. PMID 16698817.
- ^ Squadrito GL, Pryor WA (září 1998). „Oxidační chemie oxidu dusnatého: role superoxidu, peroxynitritu a oxidu uhličitého“. Volná radikální biologie a medicína. 25 (4–5): 392–403. doi:10.1016 / S0891-5849 (98) 00095-1. PMID 9741578.
- ^ Dröge W (leden 2002). "Volné radikály ve fyziologickém řízení buněčné funkce". Fyziologické recenze. 82 (1): 47–95. CiteSeerX 10.1.1.456.6690. doi:10.1152 / physrev.00018.2001. PMID 11773609.
- ^ Guzik TJ, West NE, Pillai R, Taggart DP, Channon KM (červen 2002). „Oxid dusnatý moduluje uvolňování superoxidu a tvorbu peroxynitritu v lidských cévách“. Hypertenze. 39 (6): 1088–94. doi:10.1161 / 01.HYP.0000018041.48432.B5. PMID 12052847.
- ^ O'Donnell VB, Eiserich JP, Chumley PH, Jablonsky MJ, Krishna NR, Kirk M, Barnes S, Darley-Usmar VM, Freeman BA (leden 1999). „Nitrace nenasycených mastných kyselin reaktivními dusíkatými látkami odvozenými od oxidu dusnatého, peroxynitritem, kyselinou dusitou, oxidem dusičitým a nitroniovým iontem“. Chem. Res. Toxicol. 12 (1): 83–92. doi:10.1021 / tx980207u. PMID 9894022.
- ^ A b Pacher P, Beckman JS, Liaudet L (leden 2007). "Oxid dusnatý a peroxynitrit ve zdraví a nemoci". Physiol. Rev. 87 (1): 315–424. doi:10.1152 / physrev.00029.2006. PMC 2248324. PMID 17237348.