Spesies nitrogen reaktif

Spesies nitrogen reaktif (Reactive nitrogen species; RNS) adalah keluarga molekul antimikroba yang berasal dari nitrat oksida (•NO) dan superoksida (O₂^•−) diproduksi melalui aktivitas enzimatik dari nitrat oksida sintase 2 (NOS2) dan NADPH oksidase yang dapat diinduksi, berturut-turut. NOS2 diekspresikan terutama pada makrofag setelah induksi oleh sitokin dan produk mikrob, terutama interferon-gamma (IFN-γ) dan lipopolisakarida (LPS).^[2]

Reaksi yang menyebabkan pembentukan Nitrogen Oksida dan Spesies Nitrogen Reaktif. Dari Novo dan Parola, 2008.^[1]

Spesies nitrogen reaktif bekerja sama dengan spesies oksigen reaktif (ROS) untuk merusak sel biologis, yang menyebabkan tekanan nitrosatif. Oleh karena itu, kedua spesies ini sering disebut sebagai ROS/RNS.

Spesies nitrogen reaktif juga terus diproduksi di tanaman sebagai hasil sampingan metabolisme aerobik atau sebagai respons terhadap tekanan.^[3]

Jenis

RNS diproduksi pada hewan yang dimulai dengan reaksi nitrat oksida. (•NO) dengan superoksida (O₂^•−) untuk membentuk peroksinitrit (ONOO⁻):^[4]^[5]

•NO (nitrat oksida) + O₂^•− (superoksida) → ONOO⁻ (peroksinitrit)

Anion superoksida (O₂⁻) adalah spesies oksigen reaktif yang bereaksi cepat dengan nitrat oksida (NO) dalam pembuluh darah. Reaksi menghasilkan peroksinitrit dan menghabiskan bioaktivitas NO. Hal ini penting karena NO adalah mediator kunci dalam banyak fungsi vaskular penting termasuk regulasi ritme otot polos dan tekanan darah, aktivasi platelet, dan sinyal sel vaskular.^[6]

Peroksinitrit sendiri adalah spesies yang sangat reaktif yang dapat bereaksi langsung dengan berbagai target biologis dan komponen sel termasuk lipid, tiol, residu asam amino, basa DNA, dan antioksidan dengan berat molekul rendah.^[7] Namun, reaksi ini terjadi pada tingkat yang relatif lambat. Tingkat reaksi yang lambat ini memungkinkannya bereaksi lebih selektif sepanjang sel. Peroksinitrit mampu melewati selaput sel sampai batas tertentu melalui saluran anion.^[8] Selain itu peroksinitrit dapat bereaksi dengan molekul lain untuk membentuk jenis tambahan RNS termasuk nitrogen dioksida (•NO₂) dan dinitrogen trioksida (N₂O₃) serta jenis radikal bebas reaktif kimia lainnya. Reaksi penting yang melibatkan RNS termasuk:

ONOO⁻ + H⁺ → ONOOH (asam peroksinitrit) → •NO₂ (nitrogen dioksida) + •OH (radikal hidroksil)
ONOO⁻ + CO₂ (karbon dioksida) → ONOOCO₂⁻ (nitrosoperoksikarbonat)
ONOOCO₂⁻ → •NO₂ (nitrogen dioksida) + O=C(O•)O⁻ (radikal karbonat)
•NO + •NO₂ N₂O₃ (dinitrogen triksida)

Target biologis

Peroksinitrit dapat bereaksi langsung dengan protein yang mengandung pusat logam transisi. Oleh karena itu, dapat memodifikasi protein seperti hemoglobin, mioglobin, dan sitokrom c dengan mengoksidasi heme besi menjadi bentuk feritiknya yang sesuai. Peroksinitrit juga dapat mengubah struktur protein melalui reaksi dengan berbagai asam amino dalam rantai peptida. Reaksi yang paling umum dengan asam amino adalah oksidasi sistein. Reaksi lainnya adalah nitrat tirosin; namun peroksinitrit tidak bereaksi langsung dengan tirosin. Tirosin bereaksi dengan RNS lain yang dihasilkan oleh peroksinitrit. Semua reaksi ini mempengaruhi struktur dan fungsi protein dan dengan demikian memiliki potensi untuk menyebabkan perubahan aktivitas katalitik enzim, mengubah organisasi sitoskeletal, dan transduksi sinyal sel yang terganggu.^[8]

Lihat pula

Spesies oksigen reaktif

Referensi

^ Novo E, Parola M (2008). "Redox mechanisms in hepatic chronic wound healing and fibrogenesis". Fibrogenesis Tissue Repair. 1 (1): 5. doi:10.1186/1755-1536-1-5. PMC 2584013  . PMID 19014652.
^ Iovine NM, Pursnani S, Voldman A, Wasserman G, Blaser MJ, Weinrauch Y (March 2008). "Reactive nitrogen species contribute to innate host defense against Campylobacter jejuni". Infection and Immunity. 76 (3): 986–93. doi:10.1128/IAI.01063-07. PMC 2258852  . PMID 18174337.
^ Pauly N, Pucciariello C, Mandon K, Innocenti G, Jamet A, Baudouin E, Hérouart D, Frendo P, Puppo A (2006). "Reactive oxygen and nitrogen species and glutathione: key players in the legume-Rhizobium symbiosis". Journal of Experimental Botany. 57 (8): 1769–76. doi:10.1093/jxb/erj184. PMID 16698817.
^ Squadrito GL, Pryor WA (September 1998). "Oxidative chemistry of nitric oxide: the roles of superoxide, peroxynitrite, and carbon dioxide". Free Radical Biology and Medicine. 25 (4–5): 392–403. doi:10.1016/S0891-5849(98)00095-1. PMID 9741578.
^ Dröge W (January 2002). "Free radicals in the physiological control of cell function". Physiological Reviews. 82 (1): 47–95. doi:10.1152/physrev.00018.2001. PMID 11773609.
^ Guzik TJ, West NE, Pillai R, Taggart DP, Channon KM (June 2002). "Nitric oxide modulates superoxide release and peroxynitrite formation in human blood vessels". Hypertension. 39 (6): 1088–94. doi:10.1161/01.HYP.0000018041.48432.B5. PMID 12052847.
^ O'Donnell VB, Eiserich JP, Chumley PH, Jablonsky MJ, Krishna NR, Kirk M, Barnes S, Darley-Usmar VM, Freeman BA (January 1999). "Nitration of unsaturated fatty acids by nitric oxide-derived reactive nitrogen species peroxynitrite, nitrous acid, nitrogen dioxide, and nitronium ion". Chem. Res. Toxicol. 12 (1): 83–92. doi:10.1021/tx980207u. PMID 9894022.
^ ^a ^b Pacher P, Beckman JS, Liaudet L (January 2007). "Nitric oxide and peroxynitrite in health and disease". Physiol. Rev. 87 (1): 315–424. doi:10.1152/physrev.00029.2006. PMC 2248324  . PMID 17237348.

Pranala luar

Short article on RN chemistry Diarsipkan 2009-11-25 di Wayback Machine.
Article on global RN trends

[pmid19014652-1] Novo E, Parola M (2008). "Redox mechanisms in hepatic chronic wound healing and fibrogenesis". Fibrogenesis Tissue Repair. 1 (1): 5. doi:10.1186/1755-1536-1-5. PMC 2584013  . PMID 19014652.

[pmid18174337-2] Iovine NM, Pursnani S, Voldman A, Wasserman G, Blaser MJ, Weinrauch Y (March 2008). "Reactive nitrogen species contribute to innate host defense against Campylobacter jejuni". Infection and Immunity. 76 (3): 986–93. doi:10.1128/IAI.01063-07. PMC 2258852  . PMID 18174337.

[pmid16698817-3] Pauly N, Pucciariello C, Mandon K, Innocenti G, Jamet A, Baudouin E, Hérouart D, Frendo P, Puppo A (2006). "Reactive oxygen and nitrogen species and glutathione: key players in the legume-Rhizobium symbiosis". Journal of Experimental Botany. 57 (8): 1769–76. doi:10.1093/jxb/erj184. PMID 16698817.

[pmid9741578-4] Squadrito GL, Pryor WA (September 1998). "Oxidative chemistry of nitric oxide: the roles of superoxide, peroxynitrite, and carbon dioxide". Free Radical Biology and Medicine. 25 (4–5): 392–403. doi:10.1016/S0891-5849(98)00095-1. PMID 9741578.

[pmid11773609-5] Dröge W (January 2002). "Free radicals in the physiological control of cell function". Physiological Reviews. 82 (1): 47–95. doi:10.1152/physrev.00018.2001. PMID 11773609.

[Guzik-6] Guzik TJ, West NE, Pillai R, Taggart DP, Channon KM (June 2002). "Nitric oxide modulates superoxide release and peroxynitrite formation in human blood vessels". Hypertension. 39 (6): 1088–94. doi:10.1161/01.HYP.0000018041.48432.B5. PMID 12052847.

[O'Donnell-7] O'Donnell VB, Eiserich JP, Chumley PH, Jablonsky MJ, Krishna NR, Kirk M, Barnes S, Darley-Usmar VM, Freeman BA (January 1999). "Nitration of unsaturated fatty acids by nitric oxide-derived reactive nitrogen species peroxynitrite, nitrous acid, nitrogen dioxide, and nitronium ion". Chem. Res. Toxicol. 12 (1): 83–92. doi:10.1021/tx980207u. PMID 9894022.

[Pacher-8] Pacher P, Beckman JS, Liaudet L (January 2007). "Nitric oxide and peroxynitrite in health and disease". Physiol. Rev. 87 (1): 315–424. doi:10.1152/physrev.00029.2006. PMC 2248324  . PMID 17237348.

[2]

[1]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]