4.2 disulfid
disulfider er relativt stabile produkter af thioloksidering og har vigtige roller i de sekundære, tertiære og kvaternære strukturer af proteiner. Foldning af nyligt syntetiserede polypeptider ledsages af dannelse af disulfidbindinger. I det endoplasmatiske retikulum medieres proteininsulfidisomeraser via deres intramolekylære aktive Cys – disulfidbindinger, og i det mitokondrie intermembrane rum er Mia40 ansvarlig for iltning af de indkommende proteiner via dets Cys–Pro–Cys-motiv (gennemgået i ). Man troede i lang tid, at engang dannede strukturelle disulfidbindinger er stabile og inerte enheder i et fysiologisk miljø. Imidlertid indeholder et antal proteiner disulfidbindinger, der kan reduceres f.eksymatisk, hvilket antyder en meget mere dynamisk situation. Denne proces har vist sig at være involveret i aktivering af et antal regulatoriske proteiner, herunder thrombospondin, celleoverfladereceptorer og vævsfaktor (gennemgået i ).
Disulfiddannelse er et almindeligt resultat af oksidativ stress. Sulfensyre, sulfenylhalogenider og sulfenylthiocyanater på proteiner eller små molekyler er generelt mellemprodukter og slukkes hurtigt ved at reagere med en yderligere thiol til dannelse af disulfider. Nitrosothioler og sulfenamider reagerer også langsomt med thioler for at give disulfider. Højere iltningstilstande såsom thiosulfonatestere eller thiosulfonatestere kan omdannes til disulfider ved reduktion eller hydrolyse. Radikal – medieret thioloksidering kan føre til disulfider (se de senere afsnit). For proteiner med Vicinale thioler er produktet et intramolekylært disulfid. For andre proteinthioler er den foretrukne reaktion af det iltede mellemprodukt med GSH til stede ved høje intracellulære koncentrationer for at danne et glutathionyleret protein. Proteinglutathionylering menes at være vigtig som en mekanisme til beskyttelse af funktionelle proteinthioler under oksidativ stress. Selvom dette kan gøre proteinet inaktivt, kan fjernelse af glutathion genoprette aktiviteten. Reversibel proteinglutathionylering anerkendes også i stigende grad som en reguleringsmekanisme i signaltransduktion.
dannelse af disulfider på redoksaktive thioler er en dynamisk og reversibel proces. Det er en af de mest almindelige årsager til intracellulær disulfidreduktion. Disse fungerer selv via reversible Inter–og intramolekylære thioldisulfid–cyklusser (eller seleno-sulfid). Disulfider gennemgår også udvekslingsreaktioner. Spontan thiol-disulfidudveksling er relativt langsom; størrelsesordenen af deres andenordens hastighedskonstanter ved pH 7 er ~10-3 M-1 s−1. Det fortsætter via nukleofilt angreb af thiolatet på de mere elektrofile svovlcentre i disulfidbindingen. Derfor vil både de termodynamiske og kinetiske egenskaber ved disse reaktioner i høj grad afhænge af de tilsvarende thiol pKa-værdier og redokspotentialer. Disse reaktioner bruges til at bestemme proteinredoksepotentialer og pKa-værdier (gennemgået i ). Ukatalyserede udvekslingsreaktioner er for langsomme til at have stor indflydelse i et dynamisk cellulært miljø. Imidlertid spiller en vigtig rolle ikke kun i reversering af iltning, men i regulering af proteinglutathionylering og redoksfølsomme signalveje (gennemgået i ).
thioler anses for at fungere som intracellulære buffere, og potentialerne for GSH/GSSG, cystein/cystin-par giver et nyttigt mål for cellulær oksidativ stress. Interessant nok er disse par ikke i ligevægt, men er isoleret kinetisk. Med andre ord, som et resultat af markante forskelle i thioloksidering og disulfidreduktionshastigheder (Vis-Kris-vis katalyserede og ikke-katalyserede begivenheder) styres cellens omkoksstatus kinetisk snarere end termodynamisk, hvilket repræsenterer et dynamisk ikke-ligevægtsstabil-system .