4.2ジスルフィド
ジスルフィドはチオール酸化の比較的安定な生成物であり、タンパク質の二次構造、三次構造、四次構造において重要な役割を果たしている。 新たに合成されたポリペプチドの折り畳みは、酵素触媒ジスルフィド結合形成を伴う。 簡単に言えば、小胞体におけるタンパク質の酸化は、分子内酸化活性Cys–x–x–Cysジスルフィド結合を介してタンパク質ジスルフィドイソメラーゼによって媒介され、ミトコンドリア膜間空間においてMia40酵素は、そのCys–Pro–Cysモチーフを介して入ってくるタンパク質の酸化に関与している（でレビュー）。 一度形成された構造ジスルフィド結合は、生理学的環境において安定で不活性な存在であると長い間考えられてきた。 しかし、多くのタンパク質には酵素的に還元できるジスルフィド結合が含まれており、はるかに動的な状況を示唆している。 このプロセスは、トロンボスポンジン、細胞表面受容体、および組織因子を含む多くの調節タンパク質の活性化に関与することが示されている（中
ジスルフィド形成は酸化ストレスの一般的な結果である。 タンパク質または小分子上のスルフェン酸、スルフェニルハライド、およびスルフェニルチオシアネートは、一般的に中間体であり、ジスルフィドを形成するために追加のチオールと反応することによって急速に急冷される。 ニトロソチオールとスルフェンアミドもチオールとゆっくりと反応してジスルフィドを与える。 チオスルフィネートまたはチオスルホン酸エステルのようなより高い酸化状態は、還元または加水分解によってジスルフィドに変換することがで ラジカルを介したチオール酸化は、ジスルフィドにつながる可能性がある（後のセクションを参照）。 ビシナルチオールを有するタンパク質の場合、生成物は分子内ジスルフィドである。 他の蛋白質のチオールのために、酸化させた中間物の好ましい反作用はグルタチオン化された蛋白質を形作るために高い細胞内の集中で現在のGSHと 蛋白質グルタチオニル化は，酸化ストレス下で機能性蛋白質チオールを保護する機構として重要であると考えられている。 これが蛋白質を不活性させることができるがグルタチオンの取り外しは活動を元通りにすることができます。 可逆性蛋白質グルタチオニル化もシグナル伝達の調節機構としてますます認識されています。
酸化還元活性チオール上のジスルフィドの形成は、動的かつ可逆的なプロセスである。 Trxおよびグルタレドキシンは、TrxレダクターゼおよびGRと共に、細胞内のジスルフィドの減少に主として責任があります。 これらの酵素自体は、可逆的な分子間および分子内チオール-ジスルフィド（またはセレノ–硫化物）サイクルを介して機能する。 ジスルフィドも交換反応を起こす。 自発的なチオール-ジスルフィド交換は比較的遅く、pH7での二次速度定数の大きさは-10−3M−1s-1である。 それはジスルフィド結合のより求電子性の硫黄中心上のチオラートの求核攻撃を介して進行する。 したがって，これらの反応の熱力学的および速度論的性質は，対応するチオールｐｋａ値および酸化還元電位に大きく依存する。 これらの反応は、タンパク質酸化還元電位およびpKa値を決定するために使用される（で概説される）。 触媒されていない交換反応は、動的な細胞環境に大きな影響を与えるには遅すぎます。 しかし、主にグルタレドキシンとTrxによって触媒される酵素触媒交換反応は、酸化を逆転させるだけでなく、タンパク質グルタチオニル化と酸化還元感受性シグナル伝達経路を調節する上で重要な役割を果たしている（でレビュー）。
チオールは細胞内酸化還元緩衝液として作用すると考えられており、GSH/GSSG、Trxred/Trxox、システイン/シスチンカップルの酸化還元電位は細胞酸化ストレスの有用な尺度を提供する。 興味深いことに、これらのカップルは平衡状態ではなく、運動学的に絶縁されています。 言い換えれば、チオール酸化とジスルフィド還元速度（vis-à-vis触媒と非触媒イベント）の著しい違いの結果として、細胞の酸化還元状態は、動的な非平衡定常状態システムを表す、熱力学的ではなく、速度論的に制御されます。