4.2 Dissulfeto
Disulfides são relativamente estável de produtos de thiol oxidação e têm papéis importantes no secundário, terciário e quaternário de estruturas de proteínas. A dobragem de polipéptidos recentemente sintetizados é acompanhada por formação de ligação de dissulfeto catalisada por enzimas. Brevemente, na oxidação endoplasmática da proteína reticulum é mediada pelas isomerases dissulfureto de proteína através das suas ligações dissulfureto–Cys–x–x–Cys activas e, no espaço intermembranar mitocondrial, a enzima Mia40 é responsável pela oxidação das proteínas recebidas através do seu motivo Cys–Pro-Cys (revisto em ). Pensou-se por um longo tempo que uma vez formados ligações de dissulfeto estruturais são estáveis e entidades inertes em um ambiente fisiológico. No entanto, algumas proteínas contêm ligações dissulfeto que podem ser reduzidas enzimaticamente, sugerindo uma situação muito mais dinâmica. Este processo demonstrou estar envolvido na activação de uma série de proteínas reguladoras, incluindo a trombospondina, os receptores da superfície celular e o factor tecidular (revisto em ).
a formação de dissulfeto é um resultado comum do stress oxidativo. Ácidos sulfênicos, haletos de sulfenilo, e tiocianatos de sulfenilo em proteínas ou pequenas moléculas, são geralmente intermediários e são rapidamente extintos por reagir com um tiol adicional para formar dissulfetos. Nitrosotióis e sulfenamidas também reagem lentamente com tióis para dar dissulfetos. Estados de oxidação mais elevados, tais como tiossulfinato ou ésteres de tiossulfonato, podem converter-se em dissulfetos por redução ou hidrólise. Oxidação do tiol mediada por radicais pode levar a dissulfetos (ver as seções posteriores). Para proteínas com tióis vicinais, o produto é um dissulfureto intramolecular. Para outros tióis proteicos, a reação favorecida do intermediário oxidado é com a GSH presente em altas concentrações intracelulares para formar uma proteína glutationilada. Pensa-se que a glutationilação proteica é importante como um mecanismo para proteger os tióis proteicos funcionais sob stress oxidativo. Embora isso possa tornar a proteína inativa, a remoção da glutationa pode restaurar a atividade. A glutationilação reversível de proteínas também está sendo cada vez mais reconhecida como um mecanismo regulador na transdução de sinais.
a formação de dissulfetos em tióis redox ativos é um processo dinâmico e reversível. Trx e glutaredoxina, juntamente com Trx redutase e GR, são em grande parte responsáveis pela redução do dissulfeto intracelular. Estas próprias enzimas funcionam através de ciclos reversíveis inter e intramoleculares de tiol – dissulfureto (ou seleno–sulfureto). Os dissulfetos também sofrem reações de troca. A troca espontânea de tiol–dissulfeto é relativamente lenta; a ordem de magnitude de suas constantes de velocidade de segunda ordem em pH 7 é ~10-3 M-1 s−1. Ele prossegue via ataque nucleofílico do tiolato nos centros de enxofre mais eletrofílicos na ligação dissulfeto. Portanto, tanto as propriedades termodinâmicas quanto cinéticas destas reações dependerão em grande parte dos valores correspondentes de tiol pKa e potenciais redox. Estas reacções são utilizadas para determinar os potenciais de redox proteico e os valores de pKa (revistos em ). As reacções de troca não analisadas são demasiado lentas para terem um impacto importante num ambiente celular dinâmico. No entanto, as reações de troca catalisadas por enzimas, catalisadas principalmente pela glutaredoxina e Trx, desempenham um papel importante não só na inversão da oxidação, mas na regulação da glutationilação proteica e vias de sinalização sensíveis ao redox (revisado em ).Pensa-se que os tióis actuam como tampões intracelulares de redox e que os potenciais redox dos GSH/GSSG, Trxred/Trxox e cisteína/cistina fornecem uma medida útil de stress oxidativo celular. Curiosamente, estes casais não estão em equilíbrio, mas são isolados cineticamente. Em outras palavras, como resultado de diferenças marcantes na oxidação de tiol e taxas de redução de dissulfeto (vis-à-vis eventos catalisados e não-catalisados) o estado redox da célula é controlado cineticamente ao invés de termodinamicamente, representando um sistema dinâmico de estado estacionário semequilibrado .