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Estructura de un S-nitrosotiol. R denota cualquier grupo orgánico.

Los S-nitrosotioles, también conocidos como tionitritos, son compuestos orgánicos o grupos funcionales conteniendo un grupo nitroso unido al átomo de azufre de un tiol.^[1] Los S-nitrosotioles tienen la fórmula general RS N O, donde R denota cualquier grupo orgánico.

Los S-nitrosotioles han recibido mucha atenció en bioquímica, debido a que sirven como donantes del ion nitrosonio NO⁺, y el óxido nítrico y algunos derivados orgánicos de nitroso sirven como moléculas señaladoras en sistemas vivientes, especialmente en relación con la vasodilatación.^[2] Los glóbulos rojos, por ejemplo, liberan S-nitrosotioles en la corriente sanguínea bajo condiciones de bajo oxígeno, ocasionando que los vasos sanguíneos se dilaten.^[3]

La adición de un grupo nitroso a un átomo de azufre de un residuo de aminoácido de algunas proteínas es conocida como S-nitrosación, o S-nitrosilación. Éste es un proceso reversible, y una de las principales modificaciones posttraduccionales de las proteínas^[4]

Las proteínas S-nitrosadas (SNOs) sirven para transmitir la bioactividad del óxido nítrico (NO) y regular la función de la proteína a través de mecanismos análogos a la fosforilación: los donantes de NO apuntan a esquemas de aminoácidos específicos; la modificación posttraduccional conduce a cambios en la actividad de la proteína, interacciones de la proteína, o localización subcelular de las proteínas objetivo; todos los tipos principales de proteínas pueden sufrir S-nitrosilación; y las enzimas juegan un rol primario en la regulación de la S-nitrosilación.

La actividad de la sintasa del óxido nítrico (NOS) conduce directamente a la formación de SNO. Las NOSs son hemoproteínas que combinan dominios catalíticos de reductasa y oxigenasa en un monómero para sintetizar NO a partir del átomo de nitrógeno terminal de la L-arginina en presencia de NADPH y O₂. Las NOSs seleccionan residuos específicos de Cys para la S-nitrosilación. Las reacciones de S-nitrosilación del tiol y de transferencia de NO (reacciones de transnitrosación) están involucradas en prácticamente todos los tipos de señales de células, yendo desde la regulación de los canales iónicos y reacciones con proteína G, hasta la estimulación de receptores y activación de la proteína respiratoria nuclear.^[5]^[6]

Estructura y reacciones

El prefijo S indica que el grupo NO está unido al azufre. El ángulo S-N-O se desvia fuertemente de 180°, porque el átomo de nitrógeno tiene un par libre de electrones. Los S-nitrosotioles surgen de la condensación del ácido nitroso y un tiol:^[7]

RSH + HONO → RSNO + H₂O

Existen muchos otros métodos para su síntesis. Pueden ser sintetizados a partir de tioles usando NaNO₂/H⁺, N₂O₃, N₂O₄, ácido nitroso, NOCl, RONO, NO₂, entre otros. Los más comúnmente usados son el NaNO₂/H⁺ y el nitrito de tert-butilo (tBuONO).^[8]^[9]^[10]^[11]

Una vez formados, estos compuestos intensamente coloreados son térmicamente inestables con respecto a la formación de disulfuro y óxido nítrico:

2 RSNO → RSSR + 2 NO

Los S-nitrosotioles liberan iones NO⁺ al ser tratados con ácidos:

RSNO + H⁺ → RSH + NO⁺

y pueden transferir grupos nitroso a otros tioles:

RSNO + R'SH → RSH + R'SNO

Detección

Los S-nitrosotioles pueden ser detectados con espectroscopia UV-visible.

Ejemplos

S-Nitrosoglutatión (GSNO)
S-Nitroso-N-acetilpenicilamina (SNAP)

Referencias

↑ "Nitroso" IUPAC nomenclature
↑ Zhang Y.; Hogg, N. “S-Nitrosothiols: cellular formation and transport”, Free Radical Biology and Medicine 2005, volume 38, pp. 831-838. doi 10.1016/j.freeradbiomed.2004.12.016
↑ Diesen, Diana L; Douglas T Hess, Jonathan S Stamler (29 de agosto de 2008). «Hypoxic vasodilation by red blood cells: evidence for an s-nitrosothiol-based signal». Circulation Research 103 (5): 545-53. PMID 18658051.
↑ Yi Yang, Joseph Loscalzo. S-nitrosated proteins: formation, metabolism, and function in Radicals for Life: The Various Forms of Nitric Oxide by Ernst van Faassen, Anatoly Fyodorovich Vanin, Anatoly Vanin. Elsevier, 2007
↑ Gaston, B. et al (2003) S-Nitrosylation Signaling in Cell Biology. Molecular Interventions 3(5):253-63
↑ Gaston, B. et al (2006) S-Nitrosothiol Signaling in Respiratory Biology. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 173, 1186-1193
↑ Wang, P. G.; Xian, M.; Tang, X.; Wu, X.; Wen, Z.; Cai, T.; Janczuk, A. J., "Nitric Oxide Donors: Chemical Activities and Biological Applications", Chemical Reviews, 2002, 102, 1091 - 1134.doi 10.1021/cr000040l
↑ Byler, D.M. J. Mol. Struct. 1981, 77, 25-36.
↑ Goto, K.; Hino, Y.; Kawashima, T.; Kaminaga, M.; Yano, E.; Yamamoto, G.; Takagi, N.; Nagase, S. Tetrahedron Letters 2000, 41, 8479-8483.
↑ Bartberger, M.D.; Houk, K.N.; Powell, S.C.; Mannion, J.D.; Lo, K.Y.; Stamler, J.S.; Toone, E.J. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 5889-5890.
↑ Field, L.; Dilts, R.V.; Ravichandran, R.; Lenhert, P.G.; Carnahan, G.E. J.C.S. Chem. Comm. 1978, 249-250.