S -нитрозотиол
В органической химии S - нитрозотиолы , также известные как тионитриты , представляют собой органические соединения или функциональные группы , содержащие нитрозогруппу , присоединенную к серы атому тиола . [ 1 ] S -Нитрозотиолы имеют общую формулу R-S-N=O , где R обозначает органическую группу. Первоначально предложенные Игнарро в качестве промежуточных продуктов действия органических нитратов, эндогенные S -нитрозотиолы были обнаружены Стамлером и его коллегами ( S -нитрозоальбумин в плазме и S -нитрозоглутатион в жидкости, выстилающей дыхательные пути), и было показано, что они представляют собой основной источник биологической активности NO. в естественных условиях . Совсем недавно S -нитрозотиолы стали рассматриваться как первичные медиаторы S -нитрозилирования белка , окислительной модификации тиола цистеина , которая обеспечивает повсеместную регуляцию функции белка.
S -нитрозотиолы привлекли большое внимание в биохимии , поскольку они служат донорами как нитрозония, так и иона НЕТ + и оксида азота и, таким образом, лучше всего рационализировать химию передачи сигналов на основе NO в живых системах, особенно связанных с расширением сосудов . [ 2 ] эритроциты Например, несут важный резервуар S -нитрозогемоглобина и выделяют S -нитрозотиолы в кровоток в условиях низкого содержания кислорода, вызывая расширение кровеносных сосудов. [ 3 ]
S -нитрозотиолы состоят из небольших молекул, пептидов и белков. Присоединение нитрозогруппы к атому серы аминокислотного остатка белка известно как S -нитрозилирование или S - нитрозирование . Это обратимый процесс и основная форма посттрансляционной модификации белков. [ 4 ]
S -Нитрозилированные белки (SNO-белки) служат для передачи биологической активности оксида азота (NO) и регулирования функции белка посредством ферментативных механизмов, аналогичных фосфорилированию и убиквитинилированию: доноры SNO нацелены на определенные аминокислотные мотивы; посттрансляционная модификация приводит к изменениям активности белков, белковых взаимодействий или субклеточного расположения белков-мишеней; все основные классы белков могут подвергаться S -нитрозилированию, которое опосредуется ферментами, добавляющими (нитрозилазы) и удаляющими (денитрозилазы) SNO из белков соответственно. Соответственно, активность синтазы оксида азота (NOS) не приводит непосредственно к образованию SNO, а скорее требует дополнительного класса ферментов (SNO-синтаз), которые катализируют denovo S- нитрозилирование. NOS в конечном итоге нацелены на специфические остатки Cys для S- нитрозилирования посредством совместного действия SNO-синтаз и транснитрозилаз (реакции транснитрозирования), которые участвуют практически во всех формах клеточной передачи сигналов, начиная от регуляции ионных каналов и реакций, связанных с G-белком, до стимуляции рецепторов. и активация ядерного регуляторного белка. [ 5 ] [ 6 ]
Структура и реакции
[ редактировать ]Приставка «S» указывает на то, что группа NO присоединена к сере. Угол SNO составляет около 114°, что отражает влияние неподеленной пары электронов на азот. [ 7 ]
S -Нитрозотиолы могут образовываться в результате конденсации азотистой кислоты и тиола: [ 8 ]
- РШ + ГОНО → РСНО + Н 2 О
Другие методы их синтеза. Их можно синтезировать из N 2 O 3 и трет- бутилнитрит (tBuONO). Обычно используются [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]
После образования эти глубоко окрашенные соединения часто термически нестабильны по отношению к образованию дисульфида и оксида азота:
- 2 РСНО → РССР + 2 НО
S -Нитрозотиолы выделяют ионы нитрозония ( НЕТ + ) при обработке кислотами:
- РСНО + Ч + → РШ + НЕТ +
и они могут передавать нитрозогруппы другим тиолам :
- РСНО + Р'Ш → РШ + Р'СНО
В Сэвилля реакции ртуть замещает ион нитрозония:
- 2 РСНО + Hg → Hg(SR) 2 + 2 НО
Обнаружение
[ редактировать ]S -Нитрозотиолы можно обнаружить с помощью УФ-спектроскопии .
Примеры
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Номенклатура ИЮПАК "Нитрозо"
- ^ Чжан Ю.; Хогг, Н. (2005). «S-Нитрозотиолы: клеточное образование и транспорт». Свободнорадикальная биология и медицина . 38 (7): 831–838. doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2004.12.016 . ПМИД 15749378 .
- ^ Дизен, Диана Л.; Дуглас Т. Хесс; Джонатан С. Стамлер (2008). «Гипоксическая вазодилатация эритроцитами: доказательства сигнала на основе S-нитрозотиола» . Исследование кровообращения . 103 (5): 545–53. дои : 10.1161/CIRCRESAHA.108.176867 . ПМК 2763414 . ПМИД 18658051 .
- ^ Эрнст ван Фаассен; Анатолий Федорович Ванин (7 мая 2007 г.). Радикалы для жизни: различные формы оксида азота . Эльзевир. стр. 204–. ISBN 978-0-444-52236-8 . Проверено 5 сентября 2011 г.
- ^ Гастон, Б.; и др. (2003). «Передача сигналов S-нитрозилирования в клеточной биологии». Молекулярные вмешательства . 3 (5): 253–63. дои : 10.1124/ми.3.5.253 . ПМИД 14993439 .
- ^ Гастон, Б.; и др. (2006). «Передача сигналов S-нитрозотиола в респираторной биологии» . Американский журнал респираторной медицины и медицины интенсивной терапии . 173 (11): 1186–1193. doi : 10.1164/rccm.200510-1584PP . ПМК 2662966 . ПМИД 16528016 .
- ^ Арулсами, Н.; Боле, Д.С.; Батт, Дж.А.; Ирвин, Дж.Дж.; Джордан, Пенсильвания; Саган, Э. (1999). «Взаимосвязь между конформационной динамикой и окислительно-восстановительной химией S-нитрозотиолов». Журнал Американского химического общества . 121 (30): 7115–7123. дои : 10.1021/ja9901314 .
- ^ Ван, П.Г.; Сиань, М.; Тан, X.; Ву, Х.; Вэнь, З.; Кай, Т.; Янчук, А.Я. (2002). «Доноры оксида азота: химическая деятельность и биологическое применение». Химические обзоры . 102 (4): 1091–1134. дои : 10.1021/cr000040l . ПМИД 11942788 .
- ^ Байлер, DM; Суси, Х (1981). «Колебательные спектры и нормальный координатный анализ метилтионитрита и изотопных аналогов». Дж. Мол. Структурировать . 77 (1–2): 25–36. Бибкод : 1981JMoSt..77...25B . дои : 10.1016/0022-2860(81)85264-7 .
- ^ Гото, К.; Хино, Ю.; Кавасима, Т.; Каминага, М.; Яно, Э.; Ямамото, Г.; Такаги, Н.; Нагасе, С. (2000). «Синтез и кристаллическая структура стабильного S-нитрозотиола, несущего новую стерическую защитную группу, и соответствующего S-нитротиола». тетраэдра Буквы 41 (44): 8479–8 дои : 10.1016/S0040-4039(00) 01487-8
- ^ Бартбергер, доктор медицины; Хоук, КН; Пауэлл, Южная Каролина; Мэннион, доктор медицинских наук; Ло, Кентукки; Стамлер, Дж. С.; Тун, Э.Дж. (2000). «Теория, спектроскопия и кристаллографический анализ S-нитрозотиолов: конформационное распределение диктует спектроскопическое поведение». Дж. Ам. хим. Соц . 122 (24): 5889–5890. дои : 10.1021/ja994476y .
- ^ Филд, Л.; Дилтс, Р.В.; Равичандран, Р.; Ленхерт, П.Г.; Карнахан, GE (1978). «Необычайно стабильный тионитрит из N-ацетил-D,L-пеницилламина; рентгеновский кристалл и молекулярная структура 2-(ацетиламино)-2-карбокси-1,1-диметилэтилтионитрита». Дж. Хим. Соц. хим. Коммун. (6): 249–250. дои : 10.1039/c39780000249 .