เอส -ไนโตรโซไทออล
ในเคมีอินทรีย์ S- ไนโตร โซไทออล หรือที่รู้จักกันในชื่อไทโอไนไตรต์เป็นสารประกอบอินทรีย์หรือหมู่ฟังก์ชันที่มี หมู่ ไนโตรโซติดอยู่กับ อะตอม ซัลเฟอร์ของไทออล [ 1 ] S-ไนโตรโซไทออลมีสูตรทั่วไปR−S−N=Oโดยที่Rหมายถึงหมู่สารอินทรีย์
S-ไนโตรโซไทออลได้รับความสนใจอย่างมากในสาขาชีวเคมีเนื่องจากทำหน้าที่เป็นผู้ให้ทั้งไอออนไนโต รโซ เนียมNO +และไนตริกออกไซด์จึงสามารถอธิบายเคมีของการส่งสัญญาณโดยใช้ NO ในระบบสิ่งมีชีวิตได้ดีที่สุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เกี่ยวข้องกับการขยายหลอดเลือด[ 2 ] ตัวอย่างเช่น เซลล์เม็ดเลือดแดงมีแหล่งสะสมที่สำคัญของS-ไนโตรโซฮีโมโกลบิน และปล่อยS-ไนโตรโซไทออลเข้าสู่กระแสเลือดภายใต้สภาวะที่มีออกซิเจนต่ำ ทำให้หลอดเลือดขยายตัว[ 3 ]
ในสาขาชีวเคมี
เดิมที Ignarroเสนอว่าS -nitrosothiols ทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการออกฤทธิ์ของไนเตรตอินทรีย์ แต่ ต่อมา Stamlerและคณะได้ค้นพบ S-nitrosothiols ที่เกิดขึ้นเองในร่างกาย ( S -nitrosoalbumin ในพลาสมาและS -nitrosoglutathioneในของเหลวที่บุผนังทางเดินหายใจ) และแสดงให้เห็นว่าเป็นแหล่งสำคัญของฤทธิ์ทางชีวภาพของ NO ในร่างกายเมื่อไม่นานมานี้S -nitrosothiols ยังถูกระบุว่าเป็นตัวกลางหลักของการเกิดS- nitrosylation ของโปรตีน ซึ่งเป็นการดัดแปลงออกซิเดชันของ หมู่ไทออลของ ซิสเท อีน ที่ให้การควบคุมการทำงานของโปรตีนอย่างแพร่หลาย
S-ไนโตรโซไทออลประกอบด้วยโมเลกุลขนาดเล็ก เปปไทด์ และโปรตีน การเพิ่มกลุ่มไนโตรโซไปยังอะตอมกำมะถันของ กรด อะมิโนในโปรตีนเรียกว่าS-ไนโตรซิเลชันหรือS-ไนโตรเซชันนี่เป็นกระบวนการที่ย้อนกลับได้และเป็นรูปแบบหลักของการดัดแปลงโปรตีน หลังการแปล [ 4 ]
โปรตีนที่ถูกเติมหมู่ S-ไนโตรซิล (SNO-proteins) ทำหน้าที่ส่งต่อ ฤทธิ์ทางชีวภาพ ของไนตริกออกไซด์ (NO) และควบคุมการทำงานของโปรตีนผ่านกลไกทางเอนไซม์ที่คล้ายคลึงกับการฟอสโฟรีเลชันและการยูบิควิตินิเลชัน: ตัวให้หมู่ SNO จะกำหนดเป้าหมายไปยังโมทีฟกรดอะมิโนเฉพาะ การดัดแปลงหลังการแปลรหัสจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในกิจกรรมของโปรตีน ปฏิสัมพันธ์ของโปรตีน หรือตำแหน่งภายในเซลล์ของโปรตีนเป้าหมาย โปรตีนทุกประเภทหลักสามารถเกิดการเติมหมู่S-ไนโตรซิลได้ ซึ่งเกิดจากการทำงานของเอนไซม์ที่เติม (ไนโตรซิเลส) และกำจัด (ดีไนโตรซิเลส) หมู่ SNO ออกจากโปรตีนตามลำดับ ดังนั้น กิจกรรมของไนตริกออกไซด์ซินเทส (NOS) จึงไม่ได้นำไปสู่การสร้าง SNO โดยตรง แต่ต้องอาศัยเอนไซม์อีกประเภทหนึ่ง (SNO ซินเทส) ซึ่งทำหน้าที่เร่งปฏิกิริยาการเติมหมู่S-ไนโตรซิล ขึ้นใหม่ NOS กำหนดเป้าหมายไปยังหมู่ Cys ที่เฉพาะเจาะจงสำหรับ การ S- nitrosylation ผ่านการทำงานร่วมกันของ SNO-synthase และ transnitrosylase (ปฏิกิริยา transnitrosation) ซึ่งเกี่ยวข้องกับการส่งสัญญาณของเซลล์แทบทุกรูปแบบ ตั้งแต่การควบคุมช่องไอออนและปฏิกิริยาที่เชื่อมโยงกับโปรตีน G ไปจนถึงการกระตุ้นตัวรับและการเปิดใช้งานโปรตีนควบคุมนิวเคลียร์[ 5 ] [ 6 ]
โครงสร้าง
คำนำหน้า "S" บ่งชี้ว่ากลุ่ม NO ติดอยู่กับกำมะถัน มุม SNOอยู่ใกล้ 114° ซึ่งสะท้อนถึงอิทธิพลของ อิเล็กตรอน คู่โดดเดี่ยวบนไนโตรเจน[ 7 ]
S-ไนโตรโซไทออลอาจเกิดขึ้นจากการควบแน่นของกรดไนตรัสและไทออล: [ 8 ]
- RSH + HONO → RSNO +
วิธีการสังเคราะห์อื่นๆ สามารถสังเคราะห์ได้จากN2O3และโดยทั่วไปใช้เทอท -บิว ทิลไนไตรต์ (tBuONO) [] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]
ปฏิกิริยา
ไนโตรโซไทออลส่วนใหญ่ไม่เสถียรต่อความร้อนเมื่อพิจารณาถึงการก่อตัวของไดซัลไฟด์และไนตริกออกไซด์: [ 13 ]
- 2 RSNO → RSSR + 2 NO
สมการนั้นจะกลับกันภายใต้การฉายรังสี[ 14 ] ไนโตรโซไทออลยังไนโตรเซตอะมีนในปฏิกิริยาอนุมูลอิสระที่คล้ายกัน: [ 13 ]
- 4 RSNO + 2 R ′ NH → 2 R ′ NNO + 2 (RS) + N O + H O
เอส -ไนโตรโซไทออลจะปล่อย ไอออนไน โตรโซเนียม ( NO + ) เมื่อทำปฏิกิริยากับกรด:
- RSNO + H + → RSH + NO +
และพวกมันสามารถถ่ายโอนหมู่ไนโตรโซไปยังนิวคลีโอไฟล์อื่นๆ รวมถึงไทออล อื่นๆ ได้ :
- RSNO + R'SH → RSH + R'SNO
อย่างไรก็ตาม ปฏิกิริยาเหล่านี้โดยทั่วไปเป็นสมดุลที่ช้าและต้องแยกผลิตภัณฑ์ออกโดยการกลั่นจึงจะดำเนินต่อไปได้[ 15 ] ในปฏิกิริยา Savilleปรอทจะเข้ามาแทนที่ไอออนไนโตรโซเนียม:
- 2 RSNO + Hg → Hg(SR) + 2 NO
การตรวจจับ
สาร S- ไนโตรโซไทออ ลสามารถตรวจจับได้ด้วยสเปกโทรสโกปี UV-vis
ไอออนไทโอไนไตรต์
ไอออนไทโอนิไตรต์ (SNO − ) เป็นส่วนหนึ่งของตระกูลไอออนซัลเฟอร์-ไนโตรเจนที่ลดลงซึ่งต้องใช้แคตไอออนขนาดใหญ่มากเพื่อสร้างเกลือที่เสถียร การสังเคราะห์ที่รู้จักเพียงอย่างเดียวในปี 1990 ต้องใช้ปฏิกิริยาของPPNไนไตรต์กับออกตาซัลเฟอร์ในอะซิโตน ตามด้วยการรีดิวซ์ด้วยไตรฟีนิลฟอสฟีน[ 16 ]