La S-nitrosilación es la unión covalente de un grupo de óxido nítrico (-NO) al tiol de cisteína dentro de una proteína para formar un S -nitrosotiol (SNO). La S-nitrosilación tiene diversas funciones reguladoras en bacterias, levaduras y plantas y en todas las células de mamíferos. [1] Por lo tanto, opera como un mecanismo fundamental para la señalización celular a través de la filogenia y explica la mayor parte de la bioactividad del NO .
La S-nitrosilación está dirigida con precisión, [2] reversible, [3] restringida espacio - temporal [4] [5] y necesaria para una amplia gama de respuestas celulares, [6] incluido el ejemplo prototípico de la autorregulación del flujo sanguíneo mediada por glóbulos rojos que es esencial para la vida de los vertebrados. [7] Aunque originalmente se pensó que involucraba múltiples rutas químicas in vivo, la evidencia acumulada sugiere que la S-nitrosilación depende de la actividad enzimática, lo que implica tres clases de enzimas (S-nitrosilasas) que operan en concierto para conjugar NO a proteínas, haciendo una analogía con la ubiquitinilación. . [8] S-La nitrosilación fue descrita por primera vez por Stamler et al. y propuesto como un mecanismo general para el control de la función de la proteína, incluyendo ejemplos de regulación tanto activa como alostérica de proteínas por fuentes endógenas y exógenas de NO. [9] [10] [11] Los mecanismos químicos basados en redox para la S-nitrosilación en sistemas biológicos también se describieron de forma concomitante. [12] Ejemplos importantes de proteínas cuyas actividades posteriormente se demostró que estaban reguladas por S-nitrosilación incluyen el receptor de glutamato de tipo NMDA en el cerebro. [13] [14] La S-nitrosilación aberrante después de la estimulación del receptor NMDA llegaría a servir como un ejemplo prototípico de la participación de la S-nitrosilación en la enfermedad. [15] La S-nitrosilación contribuye de manera similar a la fisiología y disfunción del músculo cardíaco, de las vías respiratorias y esquelético y del sistema inmunológico, reflejando funciones de amplio rango en células y tejidos. [16] [17] [18] [19] Se estima que ~ 70% del proteoma está sujeto a S-nitrosilación y la mayoría de esos sitios se conservan. [20] La S-nitrosilación se establece así como omnipresente en biología, habiéndose demostrado que ocurre en todos los reinos filogenéticos [21] [22] y ha sido descrita como el mecanismo de señalización prototípico basado en redox, [23] hipotetizado que ha evolucionado en Tierra primordial. [24]
El reverso de la S- nitrosilación es la desnitrosilación, principalmente un proceso controlado enzimáticamente. Hasta la fecha se han descrito múltiples enzimas, que se clasifican en dos clases principales que median la desnitrosilación de proteínas y SNO de bajo peso molecular, respectivamente. La S- nitrosoglutatión reductasa (GSNOR) es un ejemplo de la clase de bajo peso molecular; acelera la descomposición de S -nitrosoglutatión (GSNO) y de proteínas SNO en equilibrio con GSNO. La enzima está altamente conservada de bacterias a humanos. [25] Las proteínas relacionadas con la tiorredoxina (Trx), incluidas Trx1 y 2 en los mamíferos, catalizan la desnitrosilación directa de las S-nitrosoproteínas [26] [27] [28] (además de su función en la transnitrosilación [29] ). La S-nitrosilación aberrante (y desnitrosilación) se ha relacionado con múltiples enfermedades que incluyen enfermedades cardíacas, [30] cáncer y asma [31] [32] [33] , así como trastornos neurológicos, incluido el accidente cerebrovascular, [34] enfermedades degenerativas crónicas (p. Ej. , Enfermedad de Parkinson y Alzheimer) [35] [36] [37] [38] y esclerosis lateral amiotrófica (ELA). [39]
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