stringtranslate.com

Гипотиоцианит

Гипотиоцианит — это анион [OSCN] − и сопряженное основание гипотиоциановой кислоты ( HOSCN ). Это органическое соединение, входящее в состав тиоцианатов, поскольку оно содержит функциональную группу SCN. Оно образуется, когда кислород одинарно связан с тиоцианатной группой. Гипотиоциановая кислота — довольно слабая кислота; ее константа кислотной диссоциации (p K a ) составляет 5,3.

Гипотиоцианит образуется в результате катализа пероксидазой [1] перекиси водорода и тиоцианата:

Ч 2 О 2 + СКН − → OSCN − + Ч 2 О

Как бактерицидное средство

Гипотиоцианит естественным образом встречается в антимикробной иммунной системе дыхательных путей человека [2] в окислительно-восстановительной реакции, катализируемой ферментом лактопероксидазой . [3] Он был тщательно исследован на предмет его возможностей в качестве альтернативного антибиотика, поскольку он безвреден для клеток человеческого организма, но цитотоксичен для бактерий. [4] Точные процессы получения гипотиоцианита были запатентованы, поскольку такой эффективный антимикробный препарат имеет множество коммерческих применений. [5]

Механизм действия

Реакции, катализируемые лактопероксидазой, дают короткоживущие промежуточные продукты окисления SCN − , обеспечивающие антибактериальную активность. [6]

Основным промежуточным продуктом окисления является гипотиоцианит OSCN − , который производится в количестве около 1 моль на моль перекиси водорода. При оптимальном значении pH 5,3 OSCN − находится в равновесии с HOSCN. Незаряженная HOSCN считается более бактерицидной из двух форм. [7] При pH 7 было оценено, что HOSCN составляет 2% по сравнению с OSCN − 98%. [8]

Сообщается, что действие OSCN − против бактерий вызвано окислением сульфгидрила (SH). [9]

Окисление -SH-групп в цитоплазматической мембране бактерий приводит к потере способности транспортировать глюкозу, а также к утечке ионов калия, аминокислот и пептидов.

OSCN − также был идентифицирован как антимикробный агент в молоке, слюне [10] , слезах и слизи.

OSCN − считается безопасным продуктом, поскольку он не является мутагенным. [11]

Связь с муковисцидозом

Первоначально это конкретное соединение, катализируемое лактопероксидазой, было обнаружено при наблюдении за специфической средой ослабленной иммунной системы дыхательных путей у пациентов с муковисцидозом, которая препятствует бактериальной инфекции. [12]

Симптомы муковисцидоза включают неспособность секретировать достаточное количество SCN , что приводит к дефициту необходимого гипотиоцианата, что приводит к повышению вязкости слизи, воспалению и бактериальной инфекции в дыхательных путях.

Лактоферрин с гипотиоцианатом получил статус орфанного препарата от EMEA [13] и FDA [14] .

Естественно, это открытие коррелировало с исследованиями, изучающими различные методы, направленные на дальнейшее получение альтернативных антибиотиков, с пониманием того, что эффективность большинства старых антибиотиков против бактерий с устойчивостью к антибиотикам снижается. [ необходима медицинская цитата ]

OSCN − , который не является антибиотиком, доказал свою эффективность в отношении супербактерий, включая эталонные штаммы MRSA, BCC, Mucoid PA [ необходима медицинская ссылка ]

Схема ПОЛ/СХН − /H 2 O 2 в легких человека :

Диапазон эффективности

Неполный список микроорганизмов.

Бактерии (грамположительные и грамположительные)

Вирусы [15]

Дрожжи и плесень

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Фуртмюллер ПГ, Цедербауэр М, Янчко В, Хельм Дж, Богнер М, Якопитч К, Обингер К (январь 2006 г.). «Структура активного центра и каталитические механизмы пероксидаз человека». Arch. Biochem. Biophys . 445 (2): 199–213. doi :10.1016/j.abb.2005.09.017. PMID  16288970.
  2. ^ Al Obaidi AH (июль 2007 г.). «Роль лактопероксидазы дыхательных путей в устранении повреждений перекисью водорода при астме». Ann Thorac Med . 2 (3): 107–10. doi : 10.4103/1817-1737.33698 . PMC 2732085. PMID  19727356 . 
  3. ^ Moskwa P, Lorentzen D, Excoffon KJ, Zabner J, McCray PB, Nauseef WM, Dupuy C, Bánfi B (январь 2007 г.). «Новая система защиты дыхательных путей хозяина дефектна при кистозном фиброзе». Am. J. Respir. Crit. Care Med . 175 (2): 174–83. doi :10.1164/rccm.200607-1029OC. PMC 2720149. PMID 17082494  . 
  4. ^ Карлссон Дж., Эдлунд МБ., Хэнстрём Л. (июнь 1984 г.). «Бактерицидные и цитотоксические эффекты смесей гипотиоцианита и перекиси водорода». Infect. Immun . 44 (3): 581–6. doi :10.1128/IAI.44.3.581-586.1984. PMC 263633. PMID  6724690 . 
  5. ^ Mansson-Rahemtulla B, Pruitt KM, Tenovuo J, Le TM (октябрь 1983 г.). «Ополаскиватель для полости рта, который оптимизирует in vivo генерацию гипотиоцианита». J. Dent. Res . 62 (10): 1062–6. doi :10.1177/00220345830620101101. PMID  6578235. S2CID  19490884.
  6. ^ Pruitt KM, Tenovuo J, Andrews RW, McKane T (февраль 1982 г.). «Окисление тиоцианата, катализируемое лактопероксидазой: полярографическое исследование продуктов окисления». Биохимия . 21 (3): 562–7. doi :10.1021/bi00532a023. PMID  7066307.
  7. ^ Thomas EL, Pera KA, Smith KW, Chwang AK (февраль 1983 г.). «Ингибирование Streptococcus mutans антимикробной системой лактопероксидазы». Infect. Immun . 39 (2): 767–78. doi :10.1128/IAI.39.2.767-778.1983. PMC 348016. PMID  6832819 . 
  8. ^ Thomas EL (май 1981). «Окисление тиоцианата, катализируемое лактопероксидазой: равновесия между окисленными формами тиоцианата». Биохимия . 20 (11): 3273–80. doi :10.1021/bi00514a045. PMID  7248282.
  9. ^ Thomas EL, Aune TM (май 1978). «Лактопероксидаза, перекись, тиоцианатная антимикробная система: корреляция сульфгидрильного окисления с антимикробным действием». Infect. Immun . 20 (2): 456–63. doi :10.1128/IAI.20.2.456-463.1978. PMC 421877. PMID  352945 . 
  10. ^ Tenovuo J (январь 2002 г.). «Клиническое применение антимикробных белков хозяина лактопероксидазы, лизоцима и лактоферрина при ксеростомии: эффективность и безопасность». Oral Dis . 8 (1): 23–9. doi :10.1034/j.1601-0825.2002.1o781.x. PMID  11936452.
  11. ^ White WE, Pruitt KM, Mansson-Rahemtulla B (февраль 1983 г.). «Пероксидаза-тиоцианат-пероксидная антибактериальная система не повреждает ДНК». Antimicrob. Agents Chemother . 23 (2): 267–72. doi :10.1128/aac.23.2.267. PMC 186035. PMID  6340603 . 
  12. ^ Gattas MV, Forteza R, Fragoso MA, Fregien N, Salas P, Salathe M, Conner GE (ноябрь 2009 г.). «Окислительная эпителиальная защита хозяина регулируется инфекционными и воспалительными стимулами». Free Radic. Biol. Med . 47 (10): 1450–8. doi :10.1016/j.freeradbiomed.2009.08.017. PMC 2767478. PMID  19703552 . 
  13. ^ "Общественное резюме положительного мнения о назначении гипотиоцианата/лактоферрина в качестве орфанного препарата для лечения муковисцидоза" (PDF) . Оценка лекарственных средств для использования человеком в целях предварительного разрешения . Европейское агентство по лекарственным средствам. 2009-09-07. Архивировано из оригинала (PDF) 2010-05-30 . Получено 2010-01-23 .
  14. ^ "Meveol: статус орфанного препарата, предоставленный FDA для лечения муковисцидоза". Управление по контролю за продуктами и лекарствами США. 2009-11-05. Архивировано из оригинала 2009-12-24 . Получено 2010-01-23 .
  15. ^ Микола Х, Варис М, Теновуо Дж (март 1995 г.). «Ингибирование вируса простого герпеса типа 1, респираторно-синцитиального вируса и эховируса типа 11 гипотиоцианитом, генерируемым пероксидазой». Antiviral Res . 26 (2): 161–71. doi :10.1016/0166-3542(94)00073-h. PMID  7605114.

Дальнейшее чтение