WikiDer > Reaktive Stickstoffkomponente

Reaktionen, die zu Stickoxid und reaktiven stickstoffhaltigen Komponenten führen.^[1]

Reaktive Stickstoffkomponenten, normalerweise abgekürzt von Englisch zu RNS, bilden eine Gruppe von antimikrobiellen Verbindungen, die aus der Reaktion zwischen Stickoxid: (•NEIN) und Superoxid (•Ö₂⁻) werden gebildet. Die Bestandteile entstehen in einer biologischen Umgebung sowohl unter dem Einfluss von Enzymen: NO unter dem Einfluss der induzierbaren Stickstoffsynthase 2 (NOS2), •Ö₂⁻ unter dem Einfluss von NADPH-Oxidase. NOS2 wird hauptsächlich produziert in produced Makrophagen nach Induktion mit Zytokine (bestimmtes IFN-γ) und mikrobielle Produkte (insbesondere Lipopolysaccharid).^[2]

Reaktive Stickstoffkomponenten koexistieren oft mit reaktive Sauerstoffkomponenten (ROS) an, wo der Schaden an Zellen aus der kombinierten Aktion wird beschrieben als nitrosativer Stress. Die beiden Verbindungsgruppen werden daher oft in einem Atemzug als ROS/RNS bezeichnet.

In Pflanzen werden RNS kontinuierlich als Nebenprodukt der aerober Stoffwechsel oder als Reaktion auf Stress.^[3]

Typen

RNS werden in Tieren produziert aus Monostickstoffmonoxid: (•NEIN) das mit Superoxid (Ö₂^•−) antwortet auf Peroxynitrit (ONOO⁻),^[4][5] ein Strukturisomer von den viel berühmteren Nitrat-Ion.

• ${displaystyle mathrm {NO^{ ullet } O_{2}^{ ullet -} longrightarrow ONOO^{-}} }$

${displaystyle mathrm {Monstickstoffoxid Superoxid longrightarrow Peroxinitrit}}$

das Superoxidanion (O₂^{• −}) ist ein ROS, das im Gefäßsystem reagiert schnell mit Stickoxid. Bei dieser Reaktion wird Peroxynitrit gebildet und die Bioverfügbarkeit von NO verringert. NO ist eine wichtige Komponente bei der Regulierung des Muskeltonus in glatten Muskelfasern, des Blutdrucks, der Aktivierung der Blutpole und der Signalübertragung zwischen Gefäßwandzellen.^[6]

Peroxynitrit ist selbst ein reaktives Partikel, das direkt mit einer Vielzahl biologisch aktiver Komponenten reagieren kann, einschließlich Lipide, Thiole, Aminosäuren (sowohl frei als auch Bestandteile von Peptiden und Proteinen), DNA und niedermolekular Antioxidantien (wie Askorbinsäure).^[7] Andererseits sind diese Reaktionen ziemlich langsam: Daher ist die Reaktion von Peroxynitrit in der Zelle trotz der breiten Palette möglicher Reaktanten ziemlich selektiv. Peroxynitrit ist sogar, wenn auch mäßig, in der Lage, Zellmembranen über (unspezifische) Anionenkanäle zu durchdringen.^[8] Darüber hinaus kann Peroxynitrit zu anderen Arten von RNS führen, einschließlich •NEIN₂ und Nein₂Ö₃, unter anderem kostenlos Radikale. Einige der wichtigsten Antworten sind unten aufgeführt:

• ${displaystyle mathrm {ONOO^{ -} H^{ } longrightarrow ONOOH} }$ (Peroxystickstoffsäure)

${displaystyle mathrm {ONOOH longrightarrow NO_{2}^{ ullet }} }$ (Stickstoffdioxid) ${displaystyle mathrm { OH^{ ullet }} }$ (Hydroxyl-Radikal)

• ${displaystyle mathrm {ONOO^{ -} CO_{2}} }$ (Kohlendioxid)${displaystyle mathrm { longrightarrow ONOOCO_{2}^{ -}} }$ (Nitrosoperoxycarbonat)

${displaystyle mathrm {ONOOCO_{2}^{ -} longrightarrow NO_{2}^{ ullet }} }$ (Stickstoffdioxid) ${displaystyle mathrm { O=C(O^{ ullet })O^{ -}} }$ (Carbonatradikal)

• ${displaystyle mathrm {NO^{ ullet } NO_{2}^{ ullet }} }$${displaystyle {ce {<=>}}}$${displaystyle mathrm { N_{2}O_{3}} }$ (Stickstofftrioxid)

Biologische Effekte

Peroxynitrit kann direkt mit Proteinen reagieren, die Übergangsmetalle in ihrem reaktiven Zentrum haben. Das sind zum Beispiel die wichtigen Proteine ​​beim Transport und der Speicherung von Sauerstoff Hämoglobin und Myoglobin. Auch wichtig bei der Zellatmung Cytochrom c ist nicht sicher. In all diesen Fällen wird zweiwertiges Eisen in die dreiwertige Form umgewandelt. Neben der Reaktion mit den Metallen in den reaktiven Zentren kann Peroxynitrit auch durch Reaktion mit Aminosäureresten in der Proteinkette die Proteinstruktur verändern. Die Hauptreaktion in dieser Gruppe ist die Oxidation von Cystein. Eine andere indirekte Reaktion ist die Nitrierung von Tyrosin. Die Reaktion läuft über ein weiteres aus Peroxynitrit gebildetes RNS ab. Der Nettoeffekt bleibt gleich: Die Reaktion mit einem RNS verändert die Struktur und Funktion von Proteinen. Die katalytische Wirkung von Enzymen verändert sich, das Zytoskelett kann sich verändern und die Signalübertragung innerhalb und zwischen Zellen kann gestört werden.^[8]

Siehe auch

• Reaktive Sauerstoffkomponenten