NO: хімічні властивості.

У водному розчині кисень окисляє NO до азотистого ангідриду з подальшим утворенням нітриту [Butler ea 1995].

2NO + O2 = 2NO2 (1)

NO2 + NO = 2HNO2 (2)

При концентрації O2 і NO 20 мкМ і 1мкм, відповідно, час напівжиття NO становить приблизно 500 с., Проте in vivo воно становить близько 5 с. [Malinski ea 1993]. Це говорить про те що NO активно реагує з компонентами клітини. З найбільшою швидкістю NO реагує з супероксидних аніонів (О2-) і перехідними металами: гемовое комплексами заліза і міді, железосернимі структурами [Stamler ea 1994].

Реакція NO з супероксидом протікає з великою швидкістю

(До = 6,7 * 109 M-1c-1), при цьому утворюється пероксинітрит [Beckman ea 1994].

O2 – + NO = ONOO-

ONOO-(пероксинітрит)

Сильний окислювач пероксинітрит (ONOO-) утворюється при взаємодії NO з O2: NO + O2 = ONOO-, константа швидкості цієї реакції перевищує 109 моль -1 с-1. Пероксинітрит здатний окислювати NH-і SH-групи білків, що призводить, зокрема, до інактивації ігібітора протеїназ, тканинного інгібітора металлопротеінази-1, Mn-СОД і Fe-СОД. У клітинах ONOO-індукує процеси перекисного окислення ліпідів в мембранах [Radi ea 1991] і викликає однонітевиє розриви в ДНК [Salgo ea 1995]. Істотний внесок у цитотоксичну дію пероксинітриту вносить утворюється з нього ОН-радикал: ONOO-+ Н + = ONOOH + ПЗ * + NO2.

Так як дана реакція не потребує участі металів змінної валентності, зміст яких у клітинах у вільному вигляді мало, то вона може бути однією з основних, що призводять до утворення гідроксильних радикалів. Пероксинітрит також викликає утворення в клітинах О2, що проявляється в посиленні люцігенінзавісімой хемілюмінесценції [Lin ea 1997].

Пероксинітрит окисляє железосерние активні центри, тіоли і нітрозілірует білки по залишках тирозину. У нейтральному середовищі пероксинітрит досить нестабільний і після протонування (рК = 6.8) швидко розкладається (період напіврозпаду менше 1сек) з утворенням гідроксильного радикала короткоживучого і виключно реакційноздатного інтермедіату [Beckman ea 1994].

NO: нітрозілірованіе тіол

Нітрозілірованіе тіол – це один з основних проявів клітинного дії NO, відбувається за участю в якості активного інтермедіату азотистого ангідриду (N2Оз), який утворюється при відновленні пероксинітриту окисом азоту (рис. 5) [Wink. ea 1997]. Рівень синтезу N2Оз при окисленні NO киснем занадто малий для ефективного протікання реакції in vivo [Butler ea 1995]. Нітрозотіоли вступають з тіолами в реакцію транснітрозілірованія, в якій відбувається утворення нових нітрозотіолів [Hogg ea 1996].

2GSNO – G-SS-G + 2NO (6)

З усіх сульфгідрильних сполук найбільшу концентрацію в клітці має глутатіон (в середньому 5 мМ). Під дією ендогенного NO, синтезованого в експресують iNOS клітинах, до 10% глутатіону перетворюється в нітрозоглутатіон [Beckman ea 1994]. Через нітрозоглутатіон в реакції (5) відбувається утворення інших нітрозотіолів. Крім того, нітрозоглутатіон може регенерувати NO і тим самим виконувати буферну функцію в якості резервного джерела окису азоту [Hogg ea 1996].

Аналогічна реакція між двома нітрозо-цистеїнових залишками в білку призведе до утворення внутрішньомолекулярної дисульфідній зв’язку [Stamler ea 1994].

Аналіз реакцій, що призводять до утворення нітрозотіолів, показує, що реакційна здатність NO у фізіологічних умовах відносно невелика і значно поступається іншим кисневмісних радикалам.

NO: клітинний ефект залежить від співвідношення NO і O2

Прояв більшості клітинних ефектів NO залежить від співвідношення концентрацій NO і O2-, оскільки на багато груп діє не безпосередньо NO, а пероксинітрит, який являє собою більш активну і потенційно більш токсична сполука, ніж NO і 02 по окремості. Захист клітин від пероксинітриту спрямована, по можливості, на максимальне зниження концентрації супероксиду.

Супероксиддисмутаза міститься в клітинах в мікромолярних, тобто більшої, ніж NO, концентрації і по швидкості реакції з Оз трохи поступається NO [Beckman ea 1994].

У певних умовах (наприклад, при дії цитокінів), коли синхронно зростає освіту NO і Оз, в клітинах відбувається активне окислення тіолів та железосерних центрів у білках. У цих умовах переважає цитотоксичну дію NO.

Однак при зміні балансу концентрацій, тобто при значному надлишку NO щодо 02 відбувається відновлення пероксинітриту до N02. У цих умовах NO діє вже як гасящий Оз і ONOO-антиоксидант, що захищає клітини від цитотоксичної дії цих активних кисневих сполук [Beckman ea 1994, Wink. ea 1997, Lipton ea 1993, Brune ea 1995].

NO: швидкість дифузії

Значення NO як сигнальної молекули, крім високої хімічної активності, також визначається і здатністю до швидкої дифузії. Згідно з розрахунками, согласующимся з експериментальними даними [Malinski ea 1993], NO швидко і досить далеко поширюється від синтезують клітин. Так, на відстані 100 мкм від виробляє клітини концентрація NO досягає половини від рівноважної приблизно через 2 с після початку синтезу [Lancaster, ea 1994].

При постійному рівні синтезу концентрація NO знижується в 2 рази на відстані близько 160 мкм (тобто 8 клітинних діаметрів) від місця утворення [Lancaster, ea 1994]. У тканинах просторова конфігурація зони паракрінного дії NO в чому залежить від їх насиченості кровоносними судинами, що пов’язано з високою швидкістю з’єднання NO з гемоглобіном.

NO: реакція з гемоглобіном

З гемовим залізом NO утворює стабільні комплексні сполуки, які можна виявити за характерним сигналом електронного парамагнітного резонансу [Stamler ea 1994, Tsai ea 1994]. Швидкість утворення комплексу NO з гемоглобіном і міоглобіном значно вище, ніж з іншими компонентами клітини. Час напівжиття вільної NO в багатій міоглобіном серцевої тканини близько 0.1 з [Kelm ea 1988] (тоді як в інших тканинах – кілька з).

Оксигемоглобін і оксимиоглобин окислюють NO до NO3-з утворенням метгемоглобіну та метміоглобіна [Ignarro ea 1993].

Comments are closed.