Formación de especies reactivas de oxígeno a nivel mitocondrial: estudio in silico

Abstract

La Superóxido Dismutasa de Manganeso (MnSOD) es una enzima mitocondrial antioxidante humana esencial para prevenir el daño de estructuras celulares como el ADN mitocondrial y las proteínas que cataliza la reacción de dismutación del radical superóxido (O2•−) en oxígeno (O2) y peróxido de hidrógeno (H2O2). En situaciones de estrés oxidativo el O2•− reacciona con óxido nítrico (•NO) generando un producto intermedio denominado peroxinitrito (ONOO-) con gran poder oxidante, entre otros, capaz de inactivar a la MnSOD teniendo como consecuencia la pérdida de su función, siendo así parte de la patogénesis de múltiples enfermedades. Se utilizó el software COPASI para simular reacciones químicas y determinar la formación de peroxinitrito así como su vinculación a la inactivación de la MnSOD. Se comprobó la formación de peroxinitrito incluso en condiciones en las que se creía que por la alta velocidad de catálisis enzimática de la MnSOD era poco probable. Su formación conduce inequívocamente a la inactivación de la enzima por medio de un mecanismo de feedback negativo.

Manganese Superoxide Dismutase (MnSOD) is a crucial human mitochondrial antioxidant enzyme that prevents damage to cellular structures such as mitochondrial DNA and proteins by catalyzing the dismutation reaction of the superoxide radical (O2•−) into oxygen (O2) and hydrogen peroxide (H2O2). In situations of oxidative stress, O2•− reacts with nitric oxide (•NO), generating an intermediate product called peroxynitrite (ONOO-), which can inactivate MnSOD, resulting in the loss of its function and contributing to the pathogenesis of multiple diseases. The COPASI software was used to simulate chemical reactions and determine the formation of peroxynitrite and its link to MnSOD inactivation. Peroxynitrite formation was confirmed even under conditions where it was previously believed unlikely due to the high enzymatic catalysis rate of MnSOD. Its formation leads unequivocally to the enzyme's complete inactivation through a negative feedback mechanism.