ペルオキシニトライトによるグルタチオンペルオキシダーゼの不活性化

グルタチオンペルオキシダーゼ（GSH-PX）は、生理学的に関連する条件下でのペルオキシナイトライトへの曝露時に不活性化されます。停止流の動力学的研究は、ペルオキシニトライトとGSH-PXの間の反応が各反応物で一次であり、4.5 +/- 0.2 x 10（4）M-1 S-1の見かけの2次速度定数があることを示しています。酵素のモノマー単位ごと。この値とよく一致して、GSH-PXの不活性化実験は、酵素のモノマー単位あたり1.8 +/- 0.1 x 10（4）M-1 S-1の見かけの2次速度定数を提供します。ヒドロキシルラジカルスカベンジャーマンニトール、DMSO、およびベンゾテート（100 mm）は、酵素を8〜12％しか保護していませんが、25 mMの重炭酸塩を添加すると55％の保護が発生します。ヒドロキシルラジカルスカベンジャーによる最小限の保護は、予想どおり、ヒドロキシルラジカルが不活性化に関与していないことを示しています。ペルオキシニトライトがCO2によって急速に閉じ込められて付加物質ニトロソペロキシカーボネート（オヌココ2-）、および/またはGSH-PXと反応するのではなく硝酸を優先的に分解する他の反応性種を形成するため、重炭酸塩による保護が発生します。酵素の不活性化から得られた速度定数と停止流の動力学実験との間の密接な一致は、ペルオキシシニトライトとGSH-PXの間の反応のメカニズムが、酵素の活性部位におけるセレノシステイン残基のイオン化セレノールの酸化を伴うことを示唆しています（E-se-）peroxynitriteによる。E-seohは酵素の触媒サイクルの中間体であるため、この反応は単にセレン酸E-Seohの形成を含むだけではありません。したがって、その形成は私たちが観察する不活性化を説明できません。したがって、活性部位のイオン化されたセレノールは、セレノールに簡単に還元できないセレンの形に変換されます。

Glutathione peroxidase (GSH-Px) is inactivated on exposure to peroxynitrite under physiologically relevant conditions. Stopped-flow kinetic studies show that the reaction between peroxynitrite and GSH-Px is first-order in each of the reactants, with an apparent second-order rate constant of 4.5 +/- 0.2 x 10(4) M-1 s-1 per monomer unit of enzyme. In good agreement with this value, GSH-Px inactivation experiments afford an apparent second-order rate constant of 1.8 +/- 0.1 x 10(4) M-1 s-1 per monomer unit of enzyme. The hydroxyl radical scavengers mannitol, DMSO, and benzoate (at 100 mM) afford only 8-12% protection of the enzyme, while addition of 25 mM bicarbonate results in 55% protection. The minimal protection by hydroxyl radical scavengers indicates, as expected, that hydroxyl radicals are not involved in the inactivation. Protection by bicarbonate occurs because peroxynitrite is rapidly trapped by CO2 to form the adduct nitrosoperoxycarbonate (ONOOCO2-), and/or other reactive species that preferentially decompose to nitrate rather than react with GSH-Px. The close agreement between the rate constants obtained from enzyme inactivation and from stopped-flow kinetics experiments suggests that the mechanism of the reaction between peroxynitrite and GSH-Px involves the oxidation of the ionized selenol of the selenocysteine residue in the enzyme's active site (E-Se-) by peroxynitrite. This reaction does not simply involve formation of the selenenic acid, E-SeOH, because E-SeOH is an intermediate in the catalytic cycle of the enzyme, and thus its formation cannot explain the inactivation we observe. Thus, the ionized selenol in the active site is transformed into a form of selenium that cannot easily be reduced back to the selenol.