Активные формы азота ( RNS ) представляют собой семейство антимикробных молекул, полученных из оксида азота (•NO) и супероксида (O 2 •- ), образующихся 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]
РНС образуются у животных, начиная с реакции оксида азота (•NO) с супероксидом (O 2 •- ) с образованием пероксинитрита (ONOO- ) : [4] [5]
Супероксид-анион (O 2 - ) представляет собой активную разновидность 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 высокореактивный вид, который 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:
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]