Гипотиоцианит - Hypothiocyanite

Гипотиоцианит это анион [OSCN]− и сопряженное основание из гипотиоциановая кислота (HOSCN). Это органическое соединение часть тиоцианатов, поскольку она содержит функциональная группа SCN. Он образуется, когда кислород одинарно связан с тиоцианат группа. Гипотиоциановая кислота - довольно слабая кислота; это константа диссоциации кислоты (пKа) составляет 5,3.

Гипотиоцианит образуется пероксидазой.[1] катализ перекисью водорода и тиоцианатом:

ЧАС2О2 + SCN− → OSCN− + H2О

Как бактерицид

Гипотиоцианит естественным образом встречается в антимикробной иммунной системе дыхательных путей человека.[2] в окислительно-восстановительная реакция катализируется ферментом лактопероксидаза.[3] Его возможности в качестве альтернативного антибиотика были тщательно исследованы, поскольку он безвреден для клеток человеческого тела, но является цитотоксичным для бактерий.[4] Точные способы получения гипотиоцианита были запатентованы, поскольку такое эффективное противомикробное средство имеет множество коммерческих применений.[5]

Механизм действия

Реакции, катализируемые лактопероксидазой, дают короткоживущие промежуточные продукты окисления SCN.−, обеспечивающие антибактериальную активность.[6]

Основным промежуточным продуктом окисления является гипотиоцианит OSCN.−, который производится в количестве примерно 1 моль на моль перекиси водорода. При оптимуме pH 5,3 OSCN− находится в равновесии с HOSCN. Незаряженный HOSCN считается более бактерицидным из двух форм.[7] При pH 7 было установлено, что HOSCN составляет 2% по сравнению с OSCN.− 98%.[8]

Действие OSCN− против бактерий, как сообщается, вызывается окислением сульфгидрила (SH).[9]

Окисление групп -SH в бактериальной цитоплазматической мембране приводит к потере способности транспортировать глюкозу, а также к утечке ионов калия, аминокислот и пептидов.

OSCN− также был идентифицирован как противомикробный агент в молоке, слюне,[10] слезы и слизь.

OSCN− считается безопасным продуктом, поскольку не обладает мутагенными свойствами.[11]

Отношение к муковисцидозу

Первоначально это конкретное соединение, катализируемое лактопероксидазой, было первоначально обнаружено при рассмотрении специфической среды кистозный фиброз ослабленная респираторная иммунная система пациентов против бактериальной инфекции.[12]

Симптомы муковисцидоза включают неспособность секретировать достаточное количество SCN.− что приводит к нехватке необходимого гипотиоцианита, что приводит к увеличению вязкости слизистой, воспалению и бактериальной инфекции в дыхательных путях.

Лактоферрин с гипотиоцианитом был предоставлен орфанный препарат статус по EMEA[13] и FDA.[14]

Естественно, это открытие коррелировало с исследованиями, посвященными изучению различных методов, направленных на дальнейшее развитие альтернативных антибиотиков, с пониманием того, что большинство старых антибиотиков теряют эффективность против бактерий с устойчивостью к антибиотикам.

OSCN−, который не является антибиотиком, доказал свою эффективность в отношении супербактерий, включая эталонные штаммы MRSA, BCC, Mucoid PA

Схема LPO / SCN−/ЧАС2О2 в человеческом легкое

Диапазон эффективности

Неполный список микроорганизмов.

Бактерии (Грамположительные и -отрицательные)

Вирусы[15]

Дрожжи и плесень

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Фуртмюллер П.Г., Цедербауэр М., Янчко В., Хельм Дж., Богнер М., Якопич С., Обингер С. (январь 2006 г.). «Структура активного центра и каталитические механизмы пероксидаз человека». Arch. Biochem. Биофизы. 445 (2): 199–213. Дои:10.1016 / j.abb.2005.09.017. PMID  16288970.
  2. ^ Аль Обаиди AH (июль 2007 г.). «Роль лактопероксидазы дыхательных путей в нейтрализации повреждений перекисью водорода при астме». Энн Торак Мед. 2 (3): 107–10. Дои:10.4103/1817-1737.33698. ЧВК  2732085. PMID  19727356.
  3. ^ Moskwa P, Lorentzen D, Excoffon KJ, Zabner J, McCray PB, Nauseef WM, Dupuy C, Bánfi B (январь 2007 г.). «Новая система защиты дыхательных путей хозяина неисправна при кистозном фиброзе». Am. J. Respir. Крит. Care Med. 175 (2): 174–83. Дои:10.1164 / rccm.200607-1029OC. ЧВК  2720149. PMID  17082494.
  4. ^ Карлссон Дж., Эдлунд М.Б., Хенстрём Л. (июнь 1984 г.). «Бактерицидное и цитотоксическое действие смесей гипотиоцианит-перекись водорода». Заразить. Иммунная. 44 (3): 581–6. Дои:10.1128 / IAI.44.3.581-586.1984. ЧВК  263633. PMID  6724690.
  5. ^ Манссон-Рахемтулла Б., Прюитт К.М., Теновуо Дж., Ле TM (октябрь 1983 г.). «Ополаскиватель для рта, оптимизирующий образование гипотиоцианита in vivo». J. Dent. Res. 62 (10): 1062–6. Дои:10.1177/00220345830620101101. PMID  6578235.
  6. ^ Прюитт К.М., Теновуо Дж., Эндрюс Р.В., Маккейн Т. (февраль 1982 г.). «Катализируемое лактопероксидазой окисление тиоцианата: полярографические исследования продуктов окисления». Биохимия. 21 (3): 562–7. Дои:10.1021 / bi00532a023. PMID  7066307.
  7. ^ Томас Э.Л., Пера К.А., Смит К.В., Чван А.К. (февраль 1983 г.). «Ингибирование Streptococcus mutans антимикробной системой лактопероксидазы». Заразить. Иммунная. 39 (2): 767–78. Дои:10.1128 / IAI.39.2.767-778.1983. ЧВК  348016. PMID  6832819.
  8. ^ Томас Э.Л. (май 1981 г.). «Катализируемое лактопероксидазой окисление тиоцианата: равновесие между окисленными формами тиоцианата». Биохимия. 20 (11): 3273–80. Дои:10.1021 / bi00514a045. PMID  7248282.
  9. ^ Томас Э.Л., Ауне TM (май 1978 г.). «Лактопероксидаза, пероксид, тиоцианатная противомикробная система: корреляция окисления сульфгидрила с антимикробным действием». Заразить. Иммунная. 20 (2): 456–63. Дои:10.1128 / IAI.20.2.456-463.1978. ЧВК  421877. PMID  352945.
  10. ^ Tenovuo J (январь 2002 г.). «Клиническое применение антимикробных белков хозяина лактопероксидазы, лизоцима и лактоферрина при ксеростомии: эффективность и безопасность». Оральный Дис. 8 (1): 23–9. Дои:10.1034 / j.1601-0825.2002.1o781.x. PMID  11936452.
  11. ^ White WE, Pruitt KM, Mansson-Rahemtulla B (февраль 1983 г.). «Антибактериальная система пероксидаза-тиоцианат-пероксид не повреждает ДНК». Антимикробный. Агенты Chemother. 23 (2): 267–72. Дои:10.1128 / aac.23.2.267. ЧВК  186035. PMID  6340603.
  12. ^ Гаттас М.В., Фортеза Р., Фрагозо М.А., Фреджиен Н., Салас П., Салате М., Коннер Г.Е. (ноябрь 2009 г.). «ОКИСЛИТЕЛЬНАЯ ЭПИТЕЛИАЛЬНАЯ ЗАЩИТА РЕГУЛИРУЕТСЯ ИНФЕКЦИОННЫМИ И ВОСПАЛИТЕЛЬНЫМИ СТИМУЛАМИ». Свободный Радич. Биол. Med. 47 (10): 1450–8. Дои:10.1016 / j.freeradbiomed.2009.08.017. ЧВК  2767478. PMID  19703552.
  13. ^ «Публичное резюме положительного заключения по поводу назначения гипотиоцианита / лактоферрина для лечения муковисцидоза» (PDF). Предварительная авторизационная оценка лекарственных средств для человека. Европейское агентство по лекарственным средствам. 2009-09-07. Архивировано из оригинал (PDF) на 30.05.2010. Получено 2010-01-23.
  14. ^ «Мевеол: статус орфанного препарата, предоставленный FDA для лечения муковисцидоза». Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США. 2009-11-05. Архивировано из оригинал на 2009-12-24. Получено 2010-01-23.
  15. ^ Микола Х, Варис М., Теновуо Дж. (Март 1995 г.). «Ингибирование вируса простого герпеса типа 1, респираторно-синцитиального вируса и эховируса типа 11 с помощью гипотиоцианита, генерируемого пероксидазой». Противовирусный Res. 26 (2): 161–71. Дои:10.1016 / 0166-3542 (94) 00073-ч. PMID  7605114.

дальнейшее чтение