ROSおよびRNSシグナル伝達：酸化/窒素タンパク質修飾を介した適応酸化還元スイッチ

過去10年にわたって、酸化ストレスに対する細胞応答の二重特性、eustress対困難はますます認識されています。増加している証拠は、生理学的条件下では、内因性抗酸化系（AOS）の活性によって維持される反応性酸素および窒素種（RON）の低濃度が、調節タンパク質における主要な酸化還元感受性残基の可逆的酸化/窒素の修飾により、Cys S-スルフェニル化/S-グルタチオン化/S-ニトロシル化/S-ペルファイド結合形成および拡大結合形成などの酸化還元修飾の可逆性、またはTyr窒化は、アミノ酸残基の核酸系群への電気炎攻撃を介して発生します。シグナル伝達タンパク質の活動。ROS-MAPK、ROS-PI3K/AKT、RNS-TNF-α/NF-KBシグナル伝達を含むRONSシグナル伝達におけるレドックス修飾の関与のための重要な要件は、残基の微小環境と反応速度によって提供される特異性です。グルタチオン、グルタチオンペルオキシダーゼ、ペルオキシレドキシン、チオレドキシン、グルタチオンレダクターゼ、グルタレドキシンはRonsレベルと細胞シグナル伝達を調節しますが、一部のモジュレーター（グルタチオン、グルタチオンペルオキシダーゼおよびペルオキシレドキシン）はそれ自体標的です。さらに、遺伝子発現、転写因子の活性、およびエピジェネティックな経路も酸化還元調節の下にあります。現在のレビューでは、Ronsソース（NADPH-オキシダーゼ、ミトコンドリアの電子交換鎖（ETC）、一酸化窒素シンターゼ（NOS）など）、およびそれらのクロストークに焦点を当てています。進化中の生細胞は、酸素濃縮環境での細胞シグナル伝達を制御します。さまざまな病気にも関与する多数の生理学的プロセスの強力な調節因子であるMAPK/PI3K/PTEN、NRF2/KEAP1、およびNF-κB/IκBなど、タンパク質レドックス修飾のメカニズムと適応酸化還元スイッチの調査における最近の進歩について説明しました。

Over the last decade, a dual character of cell response to oxidative stress, eustress versus distress, has become increasingly recognized. A growing body of evidence indicates that under physiological conditions, low concentrations of reactive oxygen and nitrogen species (RONS) maintained by the activity of endogenous antioxidant system (AOS) allow reversible oxidative/nitrosative modifications of key redox-sensitive residues in regulatory proteins. The reversibility of redox modifications such as Cys S-sulphenylation/S-glutathionylation/S-nitrosylation/S-persulphidation and disulphide bond formation, or Tyr nitration, which occur through electrophilic attack of RONS to nucleophilic groups in amino acid residues provides redox switches in the activities of signalling proteins. Key requirement for the involvement of the redox modifications in RONS signalling including ROS-MAPK, ROS-PI3K/Akt, and RNS-TNF-α/NF-kB signalling is their specificity provided by a residue microenvironment and reaction kinetics. Glutathione, glutathione peroxidases, peroxiredoxins, thioredoxin, glutathione reductases, and glutaredoxins modulate RONS level and cell signalling, while some of the modulators (glutathione, glutathione peroxidases and peroxiredoxins) are themselves targets for redox modifications. Additionally, gene expression, activities of transcription factors, and epigenetic pathways are also under redox regulation. The present review focuses on RONS sources (NADPH-oxidases, mitochondrial electron-transportation chain (ETC), nitric oxide synthase (NOS), etc.), and their cross-talks, which influence reversible redox modifications of proteins as physiological phenomenon attained by living cells during the evolution to control cell signalling in the oxygen-enriched environment. We discussed recent advances in investigation of mechanisms of protein redox modifications and adaptive redox switches such as MAPK/PI3K/PTEN, Nrf2/Keap1, and NF-κB/IκB, powerful regulators of numerous physiological processes, also implicated in various diseases.