4.2 이황화
이황화물은 티올 산화의 비교적 안정한 산물이며 단백질의 2 차,3 차 및 4 차 구조에서 중요한 역할을합니다. 새로 합성 된 폴리펩티드의 접힘은 효소 촉매 이황화 결합 형성을 동반합니다. 간단히 말해서,소포체에서 단백질 산화는 분자 내 산화 환원 활성 시스-엑스-엑스-시스 이황화 결합을 통해 단백질 이황화 이성화 효소에 의해 매개되고 미토콘드리아 막간 공간에서 미아 40 효소는 시스-프로-시스 모티브를 통해 들어오는 단백질의 산화를 담당합니다(검토 됨). 한 번 형성된 구조적 이황화 결합은 생리 학적 환경에서 안정적이고 불활성 인 것으로 오랫동안 생각되었습니다. 그러나 많은 단백질에는 효소 적으로 감소 할 수있는 이황화 결합이 포함되어있어 훨씬 더 역동적 인 상황을 시사합니다. 이 과정은 트롬 보스 폰딘,세포 표면 수용체 및 조직 인자(검토)를 포함한 다수의 조절 단백질의 활성화에 관여하는 것으로 나타났습니다.
이황화 형성은 산화 스트레스의 일반적인 결과이다. 단백질 또는 작은 분자에 대한 설펜 산,설 페닐-할라이드 및 설 페닐-티오 시아 네이트는 일반적으로 중간체이며 추가 티올과 반응하여 이황화물을 형성함으로써 빠르게 급냉된다. 니트로 소티 올 및 설펜 아미드는 또한 티올과 천천히 반응하여 이황화물을 생성합니다. 티오 설페이트 또는 티오 설포 네이트 에스테르와 같은 더 높은 산화 상태는 환원 또는 가수 분해에 의해 이황화물로 전환 될 수 있습니다. 라디칼 매개 티올 산화는 이황화물로 이어질 수 있습니다(이후 섹션 참조). 비시 닐 티올을 함유 한 단백질의 경우,이 제품은 분자 내 이황화물입니다. 다른 단백질 티올의 경우,산화 된 중간체의 선호 반응은 글루타티오닐화 단백질을 형성하기 위해 높은 세포 내 농도로 존재하는 고 세포 내 농도와 함께 존재한다. 단백질 글루타티오닐화는 산화 스트레스 하에서 기능성 단백질 티올을 보호하는 메커니즘으로서 중요한 것으로 생각된다. 이것이 단백질을 비활동성으로 만들 수 있더라도,글루타티온의 제거는 활동을 복구할 수 있습니다. 가역 단백질 글루타티오닐화는 또한 신호 전달에 있는 규제 메커니즘으로 점점 인식되고 있습니다.
산화 환원 활성 티올에 대한 이황화물의 형성은 역동적이고 가역적 인 과정이다. 이 환원 효소 및 글루타 독신은 세포 내 이황화 환원을 크게 담당합니다. 이러한 효소 자체는 가역적 인 분자 간 및 분자 내 티올-디설파이드(또는 셀레 노–설파이드)사이클을 통해 기능합니다. 이황화물은 또한 교환 반응을 겪습니다. 자발적인 티올-디설파이드 교환은 상대적으로 느리다;산도 7 에서 2 차 속도 상수의 크기 순서는~10-3 엠-1 에스−1. 그것은 이황화 결합의 더 친 전자 성 유황 센터에서 티올 레이트의 친 핵성 공격을 통해 진행됩니다. 따라서 이러한 반응의 열역학적 및 운동 적 특성은 모두 해당 티올 피카 값과 산화 환원 전위에 크게 의존 할 것입니다. 이러한 반응은 단백질 산화 환원 전위 및 피카 카 값을 결정하는 데 사용됩니다(에서 검토 됨). 촉매 교환 반응 동적 세포 환경에 큰 영향을 미칠 너무 느립니다. 그러나,효소 촉매 교환 반응,주로 글루 타 독 신 및 트 럭 스에 의해 촉매,산화 반전 뿐만 아니라 단백질 글루 타 티 오 닐 화 및 산화 환원 민감한 신호 경로 조절에 중요 한 역할을 재생(검토).
티올은 세포내 산화환원 완충액으로 작용하는 것으로 생각되며,산화환원 전위,트렉스레드/트렉속스 및 시스테인/시스틴 커플은 세포 산화 스트레스의 유용한 측정을 제공한다. 흥미롭게도,이 커플은 평형 상태가 아니지만 운동 학적으로 절연되어 있습니다. 즉,티올 산화 및 이황화 환원 속도의 현저한 차이(촉매 작용 및 비 촉매 작용)의 결과로서 셀의 산화 환원 상태는 열역학적으로보다는 운동 학적으로 제어되어 동적 비평 형 정상 상태 시스템을 나타냅니다.