Die Nitration von Proteinen, Lipiden und DNA durch Peroxynitrit-Derivate - Chemie und biologische Relevanz

In den letzten Jahren hat die Idee, dass nitrosativer Stress eine Rolle in der Ätiologie menschlicher Krankheiten, wie Atherosklerose, Entzündungen, Krebs und neurologischen Krankheiten, spielt, großes Interesse geweckt. Die chemischen Veränderungen, die durch reaktive Stickstoffspezies (RNS) vermittelt werden, sind nachteilig für die Zellfunktion, da sie eine Nitration verursachen können, die die Strukturen von zellulären Proteinen, DNA und Lipiden verändern und somit ihre normale Funktion beeinträchtigen kann. Eines der potentesten biologischen nitrosativen Agenzien ist Peroxynitrit (ONOO−), das gebildet wird, wenn Stickstoffmonoxid (•NO) und Superoxid (•O2−) mit äußerst schnellen Raten kombiniert werden. In Anbetracht der Vielzahl an Oxidationen durch Peroxynitrit macht dies Peroxynitrit zur häufigsten nitrifizierenden Spezies, die für die Nitration von Proteinen, DNA und Lipiden in vivo verantwortlich ist. Es gibt biochemische Hinweise, die darauf hindeuten, dass die Wechselwirkungen der Radikale NO und Superoxid zur Bildung eines Redoxsystems führen, das die Reaktionen der Nitrosierung und Nitration umfasst und ein Bestandteil des komplexen zellulären Signalisierungsnetzwerks ist. Die Chemie, die am Nitrationsprozess mit Peroxynitrit-Derivaten beteiligt ist, ist jedoch schlecht verstanden, insbesondere für biologische Moleküle wie DNA, Proteine und Lipide. Hier überprüfen wir die Prozesse, die an der Nitration von Biomolekülen beteiligt sind, und liefern eine mechanistische Erklärung für die chemischen Reaktionen von NOS und nitrosativem Stress. Diese Studie zeigt, dass diese Prozesse auf einer überraschend einfachen und geradlinigen Chemie basieren, die einen faszinierenden Einfluss auf die zelluläre Physiologie und Pathologie hat.