Реактивные виды азота

Реакции, приводящие к образованию оксида азота и активных форм азота. Из Ново и Паролы, 2008 год. ^[1]

Активные формы азота ( РНС ) представляют собой семейство антимикробных молекул, полученных из оксида азота (•NO) и супероксида (O ₂^•−) вырабатывается посредством ферментативной активности индуцибельной синтазы оксида азота 2 ( NOS2 ) и НАДФН-оксидазы соответственно. NOS2 экспрессируется преимущественно в макрофагах после индукции цитокинами и микробными продуктами, особенно гамма-интерфероном (IFN-γ) и липополисахаридом (LPS). ^[2]

Активные формы азота действуют вместе с активными формами кислорода (АФК), повреждая клетки , вызывая нитрозативный стресс . Поэтому эти два вида часто называют АФК/РНС.

Активные формы азота также постоянно производятся в растениях в качестве побочных продуктов аэробного метаболизма или в ответ на стресс. ^[3]

Типы

РНС образуются у животных, начиная с реакции оксида азота (•NO) с супероксидом (O ₂^•−) с образованием пероксинитрита (ONOO ⁻): ^[4]^[5]

•NO (оксид азота) + O ₂^•− (супероксид) → ОНОО ⁻ (пероксинитрит)

Супероксид-анион (O ₂⁻) представляет собой активную форму кислорода, которая быстро реагирует с оксидом азота (NO) в сосудистой сети. В результате реакции образуется пероксинитрит и снижается биологическая активность NO. Это важно, поскольку NO является ключевым медиатором во многих важных функциях сосудов, включая регуляцию тонуса гладких мышц и артериального давления, активацию тромбоцитов и передачу сигналов сосудистых клеток. ^[6]

Пероксинитрит сам по себе представляет собой высокореактивную разновидность, которая может напрямую реагировать с различными биологическими мишенями и компонентами клетки, включая липиды, тиолы, аминокислотные остатки, основания ДНК и низкомолекулярные антиоксиданты. ^[7] Однако эти реакции происходят с относительно медленной скоростью. Такая медленная скорость реакции позволяет ему реагировать более избирательно по всей клетке. Пероксинитрит способен в некоторой степени проникать через клеточные мембраны через анионные каналы. ^[8] Кроме того, пероксинитрит может реагировать с другими молекулами с образованием дополнительных типов RNS, включая диоксид азота (•NO ₂ ) и триоксид азота (N ₂ O ₃ ), а также другие типы химически активных свободных радикалов . Важные реакции с участием РНС включают:

СЧАСТЛИВЫЙ ⁻ + Ч ⁺ → ONOH ( пероксиазотистая кислота ) → •NO ₂ (диоксид азота) + •OH ( гидроксильный радикал )
СЧАСТЛИВЫЙ ⁻ + CO ₂ ( диоксид углерода ) → ONOOCO ₂⁻ (нитрозопероксикарбонат)
ОНООКО ₂⁻ → •NO ₂ (диоксид азота) + O=C(O•)O ⁻ (карбонатный радикал)
•NO + •NO ₂ ⇌ N ₂ O ₃ (триоксид азота)

Биологические цели

Пероксинитрит может напрямую реагировать с белками, содержащими центры переходных металлов. Следовательно, он может модифицировать белки, такие как гемоглобин, миоглобин и цитохром с, путем окисления гема железа в соответствующие формы железа. Пероксинитрит также может изменять структуру белка посредством реакции с различными аминокислотами в пептидной цепи. Наиболее распространенной реакцией с аминокислотами является окисление цистеина. Другая реакция - нитрование тирозина; однако пероксинитрит не реагирует напрямую с тирозином. Тирозин реагирует с другими АНС, продуцируемыми пероксинитритом. Все эти реакции влияют на структуру и функцию белка и, таким образом, могут вызывать изменения каталитической активности ферментов, изменение организации цитоскелета и нарушение передачи клеточного сигнала. ^[8]

См. также

Ссылки

^ Ново Э, Парола М (2008). «Окислительно-восстановительные механизмы заживления хронических ран печени и фиброгенеза» . Фиброгенез и восстановление тканей . 1 (1): 5. дои : 10.1186/1755-1536-1-5 . ПМК 2584013 . ПМИД 19014652 .
^ Йовин Н.М., Пурснани С., Вольдман А., Вассерман Г., Блазер М.Дж., Вайнраух Ю. (март 2008 г.). «Реактивные формы азота способствуют врожденной защите хозяина от Campylobacter jejuni » . Инфекция и иммунитет . 76 (3): 986–93. дои : 10.1128/IAI.01063-07 . ПМК 2258852 . ПМИД 18174337 .
^ Поли Н., Пуччариелло С., Мандон К., Инноченти Дж., Жаме А., Бодуэн Э., Эруар Д., Френдо П., Пуппо А. (2006). «Активные формы кислорода и азота и глутатион: ключевые игроки в симбиозе бобовых и ризобиумов » . Журнал экспериментальной ботаники . 57 (8): 1769–76. дои : 10.1093/jxb/erj184 . ПМИД 16698817 .
^ Squadrito GL, Прайор WA (сентябрь 1998 г.). «Окислительная химия оксида азота: роль супероксида, пероксинитрита и диоксида углерода». Свободнорадикальная биология и медицина . 25 (4–5): 392–403. дои : 10.1016/S0891-5849(98)00095-1 . ПМИД 9741578 .
^ Дрёге В. (январь 2002 г.). «Свободные радикалы в физиологическом контроле функции клеток». Физиологические обзоры . 82 (1): 47–95. CiteSeerX 10.1.1.456.6690 . doi : 10.1152/physrev.00018.2001 . ПМИД 11773609 . S2CID 11395189 .
^ Гузик Т.Дж., Вест Н.Э., Пиллаи Р., Таггарт Д.П., Ченнон К.М. (июнь 2002 г.). «Оксид азота модулирует высвобождение супероксида и образование пероксинитрита в кровеносных сосудах человека». Гипертония . 39 (6): 1088–94. CiteSeerX 10.1.1.506.9055 . дои : 10.1161/01.HYP.0000018041.48432.B5 . ПМИД 12052847 . S2CID 2519686 .
^ О'Доннелл В.Б., Эйзерих Дж.П., Чамли П.Х., Яблонски М.Дж., Кришна Н.Р., Кирк М., Барнс С., Дарли-Усмар В.М., Фриман Б.А. (январь 1999 г.). «Нитрование ненасыщенных жирных кислот химически активными формами азота, полученными из оксида азота, пероксинитритом, азотистой кислотой, диоксидом азота и ионом нитрония». хим. Рез. Токсикол . 12 (1): 83–92. дои : 10.1021/tx980207u . ПМИД 9894022 .
^ Jump up to: ^а ^б Пэчер П., Бекман Дж. С., Лиодет Л. (январь 2007 г.). «Оксид азота и пероксинитрит в здоровье и болезни» . Физиол. Преподобный . 87 (1): 315–424. doi : 10.1152/physrev.00029.2006 . ПМК 2248324 . ПМИД 17237348 .

Внешние ссылки

[pmid19014652-1] Ново Э, Парола М (2008). «Окислительно-восстановительные механизмы заживления хронических ран печени и фиброгенеза» . Фиброгенез и восстановление тканей . 1 (1): 5. дои : 10.1186/1755-1536-1-5 . ПМК 2584013 . ПМИД 19014652 .

[pmid18174337-2] Йовин Н.М., Пурснани С., Вольдман А., Вассерман Г., Блазер М.Дж., Вайнраух Ю. (март 2008 г.). «Реактивные формы азота способствуют врожденной защите хозяина от Campylobacter jejuni » . Инфекция и иммунитет . 76 (3): 986–93. дои : 10.1128/IAI.01063-07 . ПМК 2258852 . ПМИД 18174337 .

[pmid16698817-3] Поли Н., Пуччариелло С., Мандон К., Инноченти Дж., Жаме А., Бодуэн Э., Эруар Д., Френдо П., Пуппо А. (2006). «Активные формы кислорода и азота и глутатион: ключевые игроки в симбиозе бобовых и ризобиумов » . Журнал экспериментальной ботаники . 57 (8): 1769–76. дои : 10.1093/jxb/erj184 . ПМИД 16698817 .

[pmid9741578-4] Squadrito GL, Прайор WA (сентябрь 1998 г.). «Окислительная химия оксида азота: роль супероксида, пероксинитрита и диоксида углерода». Свободнорадикальная биология и медицина . 25 (4–5): 392–403. дои : 10.1016/S0891-5849(98)00095-1 . ПМИД 9741578 .

[pmid11773609-5] Дрёге В. (январь 2002 г.). «Свободные радикалы в физиологическом контроле функции клеток». Физиологические обзоры . 82 (1): 47–95. CiteSeerX 10.1.1.456.6690 . doi : 10.1152/physrev.00018.2001 . ПМИД 11773609 . S2CID 11395189 .

[Guzik-6] Гузик Т.Дж., Вест Н.Э., Пиллаи Р., Таггарт Д.П., Ченнон К.М. (июнь 2002 г.). «Оксид азота модулирует высвобождение супероксида и образование пероксинитрита в кровеносных сосудах человека». Гипертония . 39 (6): 1088–94. CiteSeerX 10.1.1.506.9055 . дои : 10.1161/01.HYP.0000018041.48432.B5 . ПМИД 12052847 . S2CID 2519686 .

[O'Donnell-7] О'Доннелл В.Б., Эйзерих Дж.П., Чамли П.Х., Яблонски М.Дж., Кришна Н.Р., Кирк М., Барнс С., Дарли-Усмар В.М., Фриман Б.А. (январь 1999 г.). «Нитрование ненасыщенных жирных кислот химически активными формами азота, полученными из оксида азота, пероксинитритом, азотистой кислотой, диоксидом азота и ионом нитрония». хим. Рез. Токсикол . 12 (1): 83–92. дои : 10.1021/tx980207u . ПМИД 9894022 .

[Pacher-8] Jump up to: ^а ^б Пэчер П., Бекман Дж. С., Лиодет Л. (январь 2007 г.). «Оксид азота и пероксинитрит в здоровье и болезни» . Физиол. Преподобный . 87 (1): 315–424. doi : 10.1152/physrev.00029.2006 . ПМК 2248324 . ПМИД 17237348 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]