fbpx
Wikipedia

Disulfuro

En química y en biología, un disulfuro es un grupo funcional con la estructura general R-S-S-R'.[1]​ El enlace también es llamado enlace SS o puente disulfuro y generalmente se deriva del enlazamiento de dos grupos tiol.[2]​ En términos formales, el enlace es un persulfuro, en analogía a su similar, peróxido (R-O-O-R'), pero esta terminología es raramente utilizada, a excepción cuando se hace referencia a hidrosulfuros (compuestos R-S-S-H o H-S-S-H).

En química inorgánica, disulfuro generalmente se refiere al anión correspondiente S2−
2
(S–S), por ejemplo en el dicloruro de disulfuro.[3]​ En las proteínas, la formación de puentes disulfuros entre cisteínas es muy importante para el plegamiento e integridad de la estructura terciaria y para la regulación de diversos procesos metabólicos.

Ejemplos

 
 
 
 
 
FeS2
S2Cl2
C6H12O4N2S2
C8H14O2S2
C12H10S2

Disulfuros orgánicos

Propiedades

Los enlaces disulfuro son fuertes, con una energía de disociación de enlace típica de 60 kcal/mol (251 kJ mol−1).[4]​ Sin embargo, siendo cerca del 40% más débil que C-C y C-H, el enlace disulfuro es frecuentemente el "enlace débil" en muchas moléculas. Además, se refleja su polarizabilidad del azufre divalente, el enlace S-S es susceptible a la escisión por reactivos polares, ya sean electrófilos o nucleófilos.[5]

RS–SR + Nu → RS–Nu + RS

El enlace disulfuro es alrededor de 2.05 Å de longitud.[6]​ Alrededor de 0.5 Å más largo que el enlace C-C. Los disulfuros muestran una preferencia de ángulos diedros que se aproximan a 90°. Cuando el ángulo se aproxima a 0° o 180°, entonces el disulfuro es significativamente un mejor oxidante.[7]

Los disulfuros que tienen dos grupos R iguales son llamados simétricos, algunos ejemplos son el difenil disulfuro y el dimetil disulfuro. Cuando los dos grupos R no son idénticos, el compuesto es clasificado como asimétrico o disulfuro mixto.

Aunque la hidrogenación de disulfuros usualmente no es práctica, la constante de equilibrio para la reacción indica una medida del potencial oxidación-reducción estándar para los disulfuros:

RSSR + H2 → 2 RSH

Este valor es alrededor de -250 mV NHE (pH = 7). En comparación, el potencial oxidación-reducción estándar para las ferroxidinas es de alrededor -430 mV.

Síntesis

Los enlaces disulfuro son formados generalmente por la oxidación de grupos sulfidrilo (-SH), especialmente en contextos biológicos. La transformación es la siguiente:[2]

2 RSH   RS–SR + 2 H+ + 2 e

Una variedad de oxidantes promueven esta reacción, incluyendo el aire y el peróxido de hidrógeno.[2]​ Se piensa que tales reacciones proceden por intermedairios de ácido sulfónico.[8]​ El yodo en presencia de una base, es comúnmente utilizado para oxidar tioles a disulfuros dentro de un laboratorio. Varios metales, como complejos de cobre(II) y hierro (III) intervienen esta reacciónPlantilla:Obra citada needed . Alternativamente, enlaces disulfuro en proteínas se forman por el intercambio de tiol-disulfuro:[9]

RS–SR + R′SH   R′S–SR + RSH

Tales reacciones con mediadas por enzimas en algunas casos y en otros casos bajo condiciones de control de equilibrio, especialmente en la presencia de alguna concentración catalítica de alguna base.[10]

La alquilación de metales alcalinos y polisulfuros dan como resultado disulfuros. Los polímeros "Thiokol"se dan cuando el polisulfuro de sodio es tratado con dialogenuros de alquilo.[11]​ En otra reacción similar, reactivos carboniónicos reaccionan con azufre elemental para resultar en mezclas de tioéter, disulfuros y polisulfuros. Estas reacciones son generalmente inselectivas, pero pueden ser optimizadas para aplicaciones específicas.

Muchos métodos especializados han sido desarrollados para formar disulfuros, usualmente para aplicaciones en síntesis orgánicas. Reactivos que otorgan el equivalente de "RS+" reaccionan con tioles que dan disulfuros asimétricos[12]

RSH + R′SNR″2 → RS–SR′ + HNR″2, where R″2N = Ftalimida

Reacciones

El aspecto más importante de los enlaces disulfuro es su escisión, la cual ocurre por la vía de reducción. Una variedad de reductores pueden ser utilizados. En bioquímica, tioles como el mercaptoetanol (b-ME) o el ditiotreitol (DTT) funcionan como agentes reductores; los reactivos tiol son utilizados en exceso para llevar el equilibrio a la derecha:[13]

RS–SR + 2 HOCH2CH2SH   HOCH2CH2S–SCH2CH2OH + 2 RSH

El reductor Tris (2-carboxietil)fosfina (TCEP) es útil, además de por ser inodoro comparado con b-ME y DTT, porque es selectivo en condiciones alcalinas y ácidas (contrario al DTT), es más hidrofílico y más resistente a la oxidación mediada por el aire. Además, generalmente no es necesario remever TCEP antes de la modificación de tioles de proteína.[14]

En síntesis orgánica, compuestos hidruro son empleados típicamente para la escisión de disulfuros, tales como borohidruro de sodio. Metales alcalinos más agresivos tendrán efecto en esta reacción:[15]

RS–SR + 2 Na → 2 NaSR

Estas reacciones son frecuentemente seguidas por una protonación del tiolato

NaSR + HCl → HSR + NaCl

El intercambio tiol-disulfuro es una reacción química en que el grupo tiolato –S ataca el átomo de azufre de un enlace disulfuro –S–S–. El enlace disulfuro original se rompe, y el otro átomo de azufre (átomo verde en la Figura 1) es liberado como un nuevo tiolato que se lleva la carga negativa. Mientras tanto, el nuevo enlace disulfuro se forma entre el tiolato atacante (átomo rojo en la Figura 1) y el átomo de azufre original (átomo azul en la figura 1).[9][16]

 
Intercambio tiol-disulfuro que muestra el intermediario lineal en el que la carga es compartida entre los tres átomos de azufre. El grupo tiolato (mostrado en rojo) ataca el átomo de azufre (mostrado en azul) del enlace disulfuro, desplazando el otro átomo de azufre (mostrado en verde) y formando un nuevo enlace disulfuro.

Los tiolatos, no los grupos tiol, atacan los enlaces disulfuro. Por lo tanto, el intercambio tiol-disulfuro es inhibido a un pH bajo (típicamente, menor a 8) donde la forma de tiol protonado es favorecida a la forma de tiol desprotonado. (El pKa de un grupo tiol típico es cercano a 8.3, pero puede variar de acuerdo a su entorno.)[17]

El intercambio tiol-disulfuro es la reacción principal por la que los enlaces disulfuro son formados y reacomodados en una proteína. El rearreglo de los enlaces disulfuro dentro de una proteína generalmente ocurre por vía intercambio tiol-disulfuro intraproteína; el grupo tiolato de un residuo de cisteína ataca los enlaces disulfuro propios de la proteína.[18]​ Este proceso de rearreglo de disulfuros no cambia el número de enlaces disulfuro en una proteína, solo su localización (cuales cisteínas son las que se encuentran enlazadas).[19]​ El proceso de intercambio es mucho más rápido que reacciones de óxido-reducción, las cuales cambian el número de enlaces disulfuro dentro de la proteína.[7]​ La oxidación y reducción in vitro de enlaces disulfuro en una proteína generalmente también ocurre vía reacciones de intercambio tiol-disulfuro.[20]​ Típicamente, el tiolato de un reactivo redox como glutationa o ditiotreitol ataca el enlace disulfuro en una proteína formando un enlace disulfuro mixto entre la proteína y el reactivo.[21]​ Cuando este enlace disulfuro mixto es atacado por otro reactivo tiolato, deja oxidada la cisteína. En efecto, el enlace disulfuro es transferido de la proteína al reactivo en dos pasos (las dos reacciones de intercambio).

La oxidación y reducción in vivo de enlaces disulfuro en una proteína por intercambio tiol-disulfuro es facilitado por una proteína llamada tioredoxina. Esta pequeña proteína, esencial para todos los organismos vivos conocidos, contiene dos residuos de aminoácidos de cisteína en un arreglo vecinal (uno junto a otro), lo que permite que se forme un enlace disulfuro interno, o enlaces disulfuro con otras proteínas.[22]​ Como tal, puede ser utilizada como repositorio de enlaces disulfuro oxidados o reducidos.

Muchas reacciones orgánicas especializadas han sido desarrolladas por disulfuros, de nuevo principalmente asociadas con la escisión del enlace S–S, que usualmente es el enlace más débil en una molécula orgánica. En las reacciones de ruptura de disulfuros de Zincke, los disulfuros son escindidos para resultar en halogenuros de sulfenilo por la reacción con bromo o cloro.[aclaración requerida][23][24]

 
Enlaces disulfuro (Representación esquemática) en una proteína.

Ocurrencia en proteínas

Los enlaces disulfuro tienen un rol importante en el plegamiento y estabilidad de algunas proteínas, usualmente proteínas secretadas al medio extracelular.[25]​ Ya que la mayoría de los comportamientos celulares son ambientes reductores, en general, los enlaces disulfuro son inestables en el citosol, con algunas excepciones como se denota más abajo, a no ser que haya sulfidril oxidasa presente.[26]

 
La cistina es un dímero que se compone de dos aminoácidos de cisteína unidos por un enlace disulfuro.(Mostrado aquí en su forma desionizada).

Los enlaces disulfuro en proteínas están formadas entre grupos tiol de residuos de cisteína por el proceso de plegamiento oxidativo.[27]​ El otro aminoácido que contiene azufre, metionina, no puede formar enlaces disulfuro.[28]​ Un enlace disulfuro es típicamente denotado por poner un guion entre las abreviaciones de cisteína. Por ejemplo, si se refiere a los enlaces de la Ribonucleasa A, el "enlace disulfuro Cis26–Cis84", o el "enlace disulfuro 26–84" o simplemente como "C26–C84"[29]​ donde el enlace disulfuro es sobreentendido y no es necesario mencionarlo. El prototipo de un enlace disulfuro proteico es el tener un péptido de dos aminoácidos, cistina, que se compone de dos aminoácidos de cisteína unidos por un enlace disulfuro (mostrado en la Figura 2 en su forma desionizada).[30]​ La estructura de un enlace disulfuro puede ser descrito por su ángulo diedro χss entre átomos Cβ–Sγ–Sγ–Cβ, que usualmente se aproxima a ±90°.[7]

El enlace disulfuro estabiliza la forma plegada de una proteína de varias maneras:

  1. Mantiene dos porciones de la proteína juntas, que le da a la proteína su topología plegada. Lo que conlleva a que el enlace disulfuro desestabiliza la forma desplegada de la proteína al bajar su nivel de entropía.[25]
  2. En enlace disulfuro puede formar un núcleo hidrofóbico en una proteína plegada, por ejemplo, residuos hidrofóbicos locales se pueden condensar alrededor de un enlace disulfuro y también uno sobre otro en consecuencia de las interacciones hidrofóbicas.[31]
  3. En relación con 1 y 2, el enlace disulfuro une dos segmentos de la cadena proteica; el enlace aumenta la concentración local de residuos proteicos y disminuye la concentración local de moléculas de agua. Ya que las moléculas de agua atacan los enlaces de hidrógeno amida-amida y rompen la estructura secundaria, un enlace disulfuro estabiliza la estructura secundaria en su vecinidad. Por ejemplo, investigadores han identificado varios pares de péptidos que están inestructurados cuando se encuentran aislados, pero adoptan una estructura secundaria o terciaria cuando se forma un enlace disulfuro entre ellos.[32]

La especie disulfuro es en particular el emparejamiento de cisteínas en una proteína unida por enlaces disulfuro y es usualmente representada al listar los enlaces disulfuro en paréntesis, por ejemplo "especies disulfuro (26–84, 58–110)". Un conjunto disulfuro es un grupo de todas las especies disulfuro con el mismo número de enlaces disulfuro, y es usualmente denotado como conjunto 1S, conjunto 2S, etc. para especies que tienen uno, dos, etc. enlaces disulfuro. Por lo tanto, la especie disulfuro (26–84) pertenece al conjunto 1S, mientras que las especies (26–84, 58–110) pertenecen al conjunto 2S.[33]​ Las especies sencillas sin enlaces disulfuro usualmente se representan como R o "totalmente reducidas". Bajo condiciones típicas, el rearreglo de disulfuros es mucho más rápido que la formación de nuevos enlaces disulfuro o que su reducción; por lo tanto las especies disulfuro dentro de un conjunto se equlibran más rápido entre conjuntos.[7]

La forma principal de una proteína es usualmente una especie particular de disulfuros, aunque algunas proteínas pueden ciclarse entre unos cuantos estados de disulfuros como parte de su función, por ejemplo tiorredoxina. En proteínas con más de dos cisteínas, especies disulfuro secundarias se pueden formar, que casi siempre están mal plegadas.[34]​ Al aumentar el número de cisteínas, el número de especies secundarias aumenta factorialmente.

Predicción de abundancia de disulfuros

El número de maneras i en el que p enlaces disulfuro se puede formar a partir de n residuos de cisteína presentes en una proteína esta dado por la fórmula:

 

Dónde,

i Es el número de diferentes isómeros de enlaces disulfuro o conexiones posibles.
n es el número de cisteínas presentes en la molécula proteica.
p es el número de enlaces disulfuro que se forman (por lo que 2p es menor o igual a n).

La fórmula anterior es la forma más general que se puede utilizar para calcular el número posible de isómeros de enlaces disulfuro (o conexiones) donde n es par o non, y que todos o sólo algunas de las cisteínas estén involucradas en la formación de enlace disulfuro.

Sin embargo, muchas de las proteínas que tienen enlaces disulfuro que existen naturalmente tienen un número par de cisteínas con todas ellas participando en la formación de enlaces disulfuro. Para este caso específico, n es un número par y p es igual a n/2. Sustituyendo el valor de p, la fórmula anterior para el número posible de conexiones de enlaces disulfuro se simplica a:

 

Particularmente en este caso (n es par y todas las cisteínas forman enlaces disulfuro), una fórmula que es más fácil de recordar es:

 

Las dos relaciones anteriores son buenos modelos para proteínas que tienen un número par de cisteínas y todas las cisteínas están involucradas en la formación de enlaces disulfuro. Ambas fórmulas se obtienen usando la misma lógica y esencialmente representan una simplificación de la fórmula inicial.

Como un ejemplo específico para el caso anterior, una proteína con ocho aminoácidos de cisteína como la ribonucleasa A, puede formar 105 especies diferentes con cuatro disulfuros, ya que todas las cisteínas están involucradas en la formación de enlaces disulfuro. Aquí n=8 y p=4. Así que :

 

Sólo uno de los 105 isomeros posibles es la especie original. Se han identificado enzimas isomerasas que catalizan la interconversión de especies disulfuro, acelerando la formación de las especies funcionales proteicas.

Las especies disulfuro que tienen sólo enlaces disulfuro de la especie original (pero cuentan con todos) se les denota como des seguido por el/los enlace(s) faltantes dentro de corchetes cuadrados. Por ejemplo la especie disulfuro des[40–95] tiene todos los enlaces disulfuro de la especie original, excepto aquel que se encuentra entre las cisteínas 40 y 95.[33]

Para analizar la estructura de las proteínas, frecuentemente es necesario romper los enlaces disulfuro. Está reducción de los enlaces disulfuro puede ser llevada a cabo por el tratamiento con 2-mercaptoetanol, ditiotreitol o tris (2-caboxietil) fosfina.[13]

En bacterias y archea

Los enlaces disulfuro tienen un rol importante en la protección de bacterias, ya que actúan como un interruptor de encendido y apagado para las proteínas cuando las células están expuestas a reacciones de oxidación. El peróxido de hidrógeno (H2O2) puede dañar severamente en ADN y matarla a bajas concentraciones de no ser por la actividad protectora de los enlaces SS. Las Archeas típicamente tienen menos enlaces disulfuro que los organismos superiores.[35]

En eucariotas

En células eucariotas, en general, enlaces disulfuro estables se forman en el lumen del retículo endoplásmico rugoso y en el espacio intermembranal de la mitocondria, pero no en el citosol.[36]​ Esto se debe a que en los organelos antes mencionados se tiene un ambiente que favorece la oxidación y al ambiente reductor con el que cuenta el citosol (ver glutaniona).[37]​ Por lo tanto, los enlaces disulfuro son mayormente encontrados en proteínas secretadas, proteínas lisosomales, y en los dominos exoplásmicos de proteínas de membrana.[36]

Existen notables excepciones a esta regla. Por ejemplo, muchas proteínas nucleares y citosólicas pueden ser reticuladas por medio de disulfuros durante la muerte celular necrótica.[38]​ Similarmente, un número de proteínas citosólicas puede contener residuos de cisteína en proximidad de una a otra que fungen como sensores de oxidación o catalizadores de óxido-reducción; cuando el potencial reductivo de las células falla, se oxidan y desencadenan mecanismos celulares de respuesta.[39]​ Los virus Vaccinia también producen proteínas citosólicas y péptidos que tienen muchos enlaces disulfuros; aunque se desconoce por qué, se presume que tienen efectos protectores contra la maquinaria intracelular de proteólisis.[40]

Los enlaces disulfuro también se forman entre protaminas en la cromatina del esperma de muchas especies mamíferas.[41]

Disulfuros en proteínas reguladoras.

Como los enlaces disulfuro pueden ser reversiblemente reducidos o reóxidados, el estado redox de estos enlaces ha evolucionado como un elemento de señalización. En cloroplastos, por ejemplo, la reducción enzimática de enlaces disulfuro se ha asociado al control de numerosas rutas metabólicas y de expresión de genes. La actividad de señalización ha sido demostrada, hasta ahora, que se lleva a cabo por el sistema ferredoxina-tiorredoxina, que canaliza electrones de las reacciones de luz del fotosistema I para, catalíticamente, reducir disulfuros en las proteínas reguladas de manera dependiente de la luz.[42]​ De esta manera, los cloroplastos ajustan la actividad de procesos clave como el ciclo de Calvin-Benson, degradación de almidón, producción de ATP y expresión génica de acuerdo a la intensidad de la luz.[43]

En pelo y plumas

Más del 90% del peso seco del pelo se compone de proteínas llamadas queratinas que tienen un alto contenido de disulfuros provenientes de la cisteína.[44]​ La durabilidad que se da en parte por los enlaces disulfuro, es ilustrada por la recuperación de cabello virtualmente intacto en tumbas egipcias.[45]​ Las plumas tienen queratinas similares y son extremadamente resistentes a enzimas digestivas.[46]​ Diferentes partes del pelo y de las plumas tienen diferentes concentraciones de cisteína, que tiene en consecuencia su suavidad o dureza. La manipulación de enlaces disulfuro en el cabello es la base para los enchinados permanentes en la industria cosmética. Reactivos que afectan la creación o rompimiento de enlaces S–S son necesarios, por ejemplo, tioglicolato de amonio.[47]​ El alto contenido de disulfuro en las plumas determina que exista una alta concentración de azufre en huevos provenientes de aves.[48]​ El alto contenido de azufre en el pelo y las plumas contribuye al olor desagradable que resulta de su combustión.[49]

Disulfuros inorgánicos

El anion disulfuro es S2−
2
, o S–S. Usualmente se le asigna el número de oxidación −2 al azufre, descrito como S2− y llamado sulfuro.[50]​ Tiene la configuración electrónica del gas noble (argón).[51]​ En disulfuros, el azufre es solamente reducido a un estado con número de oxidación −1. Entonces su configuración se asemeja a aquella de un átomo de cloro. Entonces tiene a formar enlaces covalentes con otro centro S para formar grupos S2−
2
. El oxígeno se comporta comporta de manera similar, por ejemplo en peróxidos como H2O2. Ejejmplos:

  • Disulfuro de hierro (FeS2)
  • Dicloruro de disulfuro (S2Cl2)

En la industria

Enlaces disulfuro y (polidisulfuro) son los enlaces reticuladores que resultan de la vulcanización del caucho. En analogía al rol de los disulfuros en proteínas, los enlaces S–S en el caucho son uniones y afectan fuertemente la reología del material.[52]

Compuestos relacionados.

Los tiosulfóxidos son ortogonalmente isoméricos con disulfuros, teniendo el segundo azufre derivado del primero y no se encuentra en una cadena continua, por ejemplo, >S=S, en lugar de –S–S–.[53]

Los enlaces disulfuro son análogos, pero más comunes que los enlaces peróxidos y los diselenidos. También existen compuestos intermediaros de ellos, por ejemplo, tioperoxidos, también conocidos como enlaces oxadisulfuro, tienen una fórmula R1OSR2 (equivalentemente R2SOR1). Estos son isomericos a los sulfoxidos una manera similar a la mencionada anteriormente. Es decir, >S=O en lugar de –S–O–.

Los disulfuros de thiuram, con la fórmula (R2NC(S)S)2, son disulfuros pero se comportan de manera diferente por el grupo tiocarbonil.[54]

Compuestos con tres átomos de azufre como CH3S–S–SCH3 , son llamados trisulfuros, o enlaces trisulfuro.[55]

Ambigüedades

El término disulfuro también hace referencia a compuestos que contienen dos átomos de azufre en su fórmula molecular. Esto sucede debido a que se hace uso de la nomenclatura sistemática.

Por ejemplo, el disulfuro de carbono (CS2), es una molécula con un centro de carbono y dos átomos de azufre ligados al átomo central por enlace doble: S=C=S. Por lo tanto, esta molécula no tiene la misma estructura química que la de los compuestos mencionados anteriormente ya que no es una unión de dos átomos de azufre adyacentes. Otro ejemplo es el disulfuro de molibdeno (MoS2) el cual; como se puede observar en la figura, es un compuesto cristalino.

 
 
CS2
MoS2

Referencias

  1. Terribile, Claudio (11 de junio de 2014). Colorimetría Aplicada. Youcanprint. ISBN 9788891144904. Consultado el 1 de marzo de 2017. 
  2. Gutsche, Carl David; Pasto, Daniel J. (1 de enero de 1978). Fundamentos de química orgánica. Reverte. ISBN 9788429174755. Consultado el 1 de marzo de 2017. 
  3. Wells, A. F. (1 de enero de 1978). Química inorgánica estructural. Reverte. ISBN 9788429175240. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  4. Blass, Benjamin (24 de abril de 2015). Basic Principles of Drug Discovery and Development (en inglés). Elsevier. ISBN 9780124115255. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  5. R. J. Cremlyn An Introduction to Organosulfur Chemistry John Wiley and Sons: Chichester (1996). ISBN 0-471-95512-4.
  6. Roberts, Blaine R.; Wood, Zachary A.; Jönsson, Thomas J.; Poole, Leslie B.; Karplus, P. Andrew (2 de marzo de 2017). «Oxidized and synchrotron cleaved structures of the disulfide redox center in the N-terminal domain of Salmonella typhimurium AhpF». Protein Science : A Publication of the Protein Society 14 (9): 2414-2420. ISSN 0961-8368. PMC 2253469. PMID 16131664. doi:10.1110/ps.051459705. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  7. Gupta, Ramesh C. (28 de enero de 2016). Nutraceuticals: Efficacy, Safety and Toxicity (en inglés). Academic Press. ISBN 9780128021651. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  8. Rehder, Douglas S.; Borges, Chad R. (7 de septiembre de 2010). «Cysteine sulfenic acid as an intermediate in disulfide bond formation and nonenzymatic protein folding». Biochemistry 49 (35): 7748-7755. ISSN 1520-4995. PMC 2945302. PMID 20712299. doi:10.1021/bi1008694. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  9. Gilbert HF (1990). «Molecular and Cellular Aspects of Thiol–Disulfide Exchange». Advances in Enzymology 63: 69-172. PMID 2407068. doi:10.1002/9780470123096.ch2. 
  10. Lundblad, Roger L. (22 de julio de 2014). Chemical Reagents for Protein Modification, Fourth Edition (en inglés). CRC Press. ISBN 9781466571907. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  11. Kricheldorf, Hans R. (23 de diciembre de 1991). Handbook of Polymer Synthesis: Part B (In Two Parts) (en inglés). CRC Press. ISBN 9780824785154. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  12. Witt, D. (2008). «Recent developments in disulfide bond formation». Synthesis 2008 (16): 2491-2509. doi:10.1055/s-2008-1067188. 
  13. Lundblad, Roger L. (17 de noviembre de 1994). Techniques in Protein Modification (en inglés). CRC Press. ISBN 9780849326066. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  14. TCEP technical information, from Interchim
  15. México, Sociedad Química de (1 de enero de 1961). Revista de la Sociedad Química de México. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  16. Gilbert HF (1995). «Thiol/disulfide exchange equilibria and disulfide bond stability». Methods in Enzymology 251: 8-28. PMID 7651233. doi:10.1016/0076-6879(95)51107-5. 
  17. Ribonucleases, Part A: Functional Roles and Mechanisms of Action (en inglés). Academic Press. 26 de septiembre de 2001. ISBN 9780080496917. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  18. Gitler, Carlos; Danon, Avihai (30 de julio de 2003). Cellular Implications of Redox Signaling (en inglés). World Scientific. ISBN 9781783261154. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  19. Ganten, Detlev; Ruckpaul, Klaus (28 de julio de 2006). Encyclopedic reference of genomics and proteomics in molecular medicine (en inglés). Springer. ISBN 9783540442448. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  20. Bajpai, P. (1 de enero de 1997). Biotreatment, Downstream Processing and Modelling: With 32 Tables (en inglés). Springer Science & Business Media. ISBN 9783540614852. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  21. Voet, Donald; Voet, Judith G. (1 de enero de 2006). Bioquímica. Ed. Médica Panamericana. ISBN 9789500623018. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  22. Cutler, Richard G. (1 de enero de 2003). Critical Reviews of Oxidative Stress and Aging: Advances in Basic Science, Diagnostics and Intervention (en inglés). World Scientific. ISBN 9789812775733. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  23. For example the conversion of di-o-nitrophenyl disulfide to o-nitrophenylsulfur chloride Max H. Hubacher (1943). "o-Nitrophenylsulfur chloride". Org. Synth.; Coll. Vol. 2: 455. 
  24. Methyl sulfenyl chloride: Irwin B. Douglass and Richard V. Norton (1973). "Methanesulfinyl Chloride". Org. Synth.; Coll. Vol. 5: 709. 
  25. Sevier, C. S.; Kaiser, C. A. (2002). «Formation and transfer of disulphide bonds in living cells». Nature Reviews Molecular Cell Biology 3 (11): 836-847. PMID 12415301. doi:10.1038/nrm954. 
  26. Hatahet F, Nguyen VD, Salo KE, Ruddock LW (2010). «Disruption of reducing pathways is not essential for efficient disulfide bond formation in the cytoplasm of E. coli». MCF 9 (67): 67. PMC 2946281. PMID 20836848. doi:10.1186/1475-2859-9-67. 
  27. Moroder, Luis; (Prof.), Johannes Buchner (1 de enero de 2009). Oxidative Folding of Peptides and Proteins (en inglés). Royal Society of Chemistry. ISBN 9780854041480. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  28. McMurry, Susan; Castellion, Mary E.; McMurry, John (1 de enero de 2007). Study Guide and Full Solutions Manual (en inglés). Prentice Hall. ISBN 9780131877740. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  29. Ruoppolo M, Vinci F, Klink TA, Raines RT, Marino G (2000). «Contribution of individual disulfide bonds to the oxidative folding of ribonuclease A». Biochemistry 39 (39): 12033-42. PMID 11009618. doi:10.1021/bi001044n. 
  30. Pubchem. «L-cystine | C6H12N2O4S2 - PubChem». pubchem.ncbi.nlm.nih.gov (en inglés). Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  31. Castillón, Emilio Herrera; Álvarez, María del Pilar Ramos; Salom, Pilar Roca; Arribas, Marta M. Viana (23 de mayo de 2014). Bioquímica básica + StudentConsult en español: Base molecular de los procesos fisiológicos. Elsevier España. ISBN 9788490223888. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  32. Brown, William H.; Foote, Christopher S.; Iverson, Brent L.; Anslyn, Eric (4 de febrero de 2011). Organic Chemistry (en inglés). Cengage Learning. ISBN 084005498X. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  33. Ribonucleases, Part A: Functional Roles and Mechanisms of Action (en inglés). Academic Press. 26 de septiembre de 2001. ISBN 9780080496917. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  34. Bulleid, Neil J. (1 de noviembre de 2012). «Disulfide Bond Formation in the Mammalian Endoplasmic Reticulum». Cold Spring Harbor Perspectives in Biology (en inglés) 4 (11): a013219. ISSN 1943-0264. PMC 3536336. PMID 23125019. doi:10.1101/cshperspect.a013219. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  35. Ladenstein, R.; Ren, B. (2008). «Reconsideration of an early dogma, saying "there is no evidence for disulfide bonds in proteins from archaea"». Extremophiles 12 (1): 29-38. PMID 17508126. doi:10.1007/s00792-007-0076-z. 
  36. Lodish, Harvey; Berk, Arnold; Zipursky, S. Lawrence; Matsudaira, Paul; Baltimore, David; Darnell, James (1 de enero de 2000). Post-Translational Modifications and Quality Control in the Rough ER (en inglés). Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  37. Nagradova, Natalya K. (1 de enero de 2008). Foldases: Enzymes Catalyzing Protein Folding (en inglés). Nova Publishers. ISBN 9781604563894. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  38. Samson, Andre L.; Knaupp, Anja S.; Sashindranath, Maithili; Borg, Rachael J.; Au, Amanda E.-L.; Cops, Elisa J.; Saunders, Helen M.; Cody, Stephen H. et al. (25 de octubre de 2012). «Nucleocytoplasmic coagulation: an injury-induced aggregation event that disulfide crosslinks proteins and facilitates their removal by plasmin». Cell Reports 2 (4): 889-901. ISSN 2211-1247. PMID 23041318. doi:10.1016/j.celrep.2012.08.026. 
  39. López-Mirabal, H. Reynaldo; Winther, Jakob R. (1 de abril de 2008). «Redox characteristics of the eukaryotic cytosol». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research. Redox regulation of protein folding 1783 (4): 629-640. doi:10.1016/j.bbamcr.2007.10.013. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  40. Locker, Jacomine Krijnse; Griffiths, Gareth (25 de enero de 1999). «An Unconventional Role for Cytoplasmic Disulfide Bonds in Vaccinia Virus Proteins». The Journal of Cell Biology 144 (2): 267-279. ISSN 0021-9525. PMC 2132897. PMID 9922453. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  41. Zini, Armand; Agarwal, Ashok (4 de agosto de 2011). Sperm Chromatin: Biological and Clinical Applications in Male Infertility and Assisted Reproduction (en inglés). Springer Science & Business Media. ISBN 9781441968579. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  42. Gitler, Carlos; Danon, Avihai (30 de julio de 2003). Cellular Implications of Redox Signaling (en inglés). World Scientific. ISBN 9781783261154. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  43. Kohzuma, Kaori; Dal Bosco, Cristina; Meurer, Jörg; Kramer, David M. (3 de mayo de 2013). «Light- and Metabolism-related Regulation of the Chloroplast ATP Synthase Has Distinct Mechanisms and Functions». The Journal of Biological Chemistry 288 (18): 13156-13163. ISSN 0021-9258. PMC 3642356. PMID 23486473. doi:10.1074/jbc.M113.453225. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  44. Nitrogen and Energy Nutrition of Ruminants (en inglés). Academic Press. 2 de diciembre de 2012. ISBN 9780080925790. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  45. Egypt, American Research Center in (1 de enero de 1999). Journal of the American Research Center in Egypt (en inglés). American Research Center in Egypt. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  46. Pedersen, M. B.; Yu, S.; Plumstead, P.; Dalsgaard, S. (1 de diciembre de 2012). . Journal of Animal Science (en inglés) 90 (Supplement 4): 350-352. ISSN 1525-3163. doi:10.2527/jas.53795. Archivado desde el original el 10 de noviembre de 2017. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  47. Unknown (24 de abril de 2010). «How does a perm work?». Yale Scientific Magazine (en inglés estadounidense). Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  48. The Elements (en inglés). PediaPress. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  49. Rea, William J. (23 de septiembre de 1992). Chemical Sensitivity (en inglés). CRC Press. ISBN 9780873715416. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  50. [ «Formulaci�n y Nomenclatura. Qu�mica Inorg�nica»]. www.eis.uva.es. Archivado desde el original el 5 de mayo de 2017. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  51. Dickerson, Richard E. (1 de enero de 1993). Principios de química. Reverte. ISBN 9788429171754. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  52. Atkins, Peter (2 de marzo de 2017). Las moléculas de Atkins. Ediciones AKAL. ISBN 9788446022541. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  53. Steudel, Ralf (17 de noviembre de 2003). Elemental Sulfur and Sulfur-Rich Compounds II (en inglés). Springer Science & Business Media. ISBN 9783540403784. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  54. Klinowski, Jacek (23 de mayo de 2005). New Techniques in Solid-State NMR (en inglés). Springer Science & Business Media. ISBN 9783540221685. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  55. Nielsen, Rasmus Wedel; Tachibana, Christine; Hansen, Niels Erik; Winther, Jakob Rahr (1 de julio de 2011). «Trisulfides in proteins». Antioxidants & Redox Signaling 15 (1): 67-75. ISSN 1557-7716. PMID 20977350. doi:10.1089/ars.2010.3677. Consultado el 2 de marzo de 2017. 
  •   Datos: Q1230226
  •   Multimedia: Disulfides

disulfuro, química, biología, disulfuro, grupo, funcional, estructura, general, enlace, también, llamado, enlace, puente, disulfuro, generalmente, deriva, enlazamiento, grupos, tiol, términos, formales, enlace, persulfuro, analogía, similar, peróxido, pero, es. En quimica y en biologia un disulfuro es un grupo funcional con la estructura general R S S R 1 El enlace tambien es llamado enlace SS o puente disulfuro y generalmente se deriva del enlazamiento de dos grupos tiol 2 En terminos formales el enlace es un persulfuro en analogia a su similar peroxido R O O R pero esta terminologia es raramente utilizada a excepcion cuando se hace referencia a hidrosulfuros compuestos R S S H o H S S H En quimica inorganica disulfuro generalmente se refiere al anion correspondiente S2 2 S S por ejemplo en el dicloruro de disulfuro 3 En las proteinas la formacion de puentes disulfuros entre cisteinas es muy importante para el plegamiento e integridad de la estructura terciaria y para la regulacion de diversos procesos metabolicos Indice 1 Ejemplos 2 Disulfuros organicos 2 1 Propiedades 2 2 Sintesis 2 3 Reacciones 2 4 Ocurrencia en proteinas 2 4 1 Prediccion de abundancia de disulfuros 2 4 2 En bacterias y archea 2 4 3 En eucariotas 2 4 4 Disulfuros en proteinas reguladoras 2 4 5 En pelo y plumas 3 Disulfuros inorganicos 4 En la industria 5 Compuestos relacionados 6 Ambiguedades 7 ReferenciasEjemplos EditarDisulfuro de hierro conocido como pirita FeS2 Disulfuro de dicloro un liquido destilable S2Cl2 Cistina aminoacido C6H12O4N2S2 Acido lipoico vitamina C8H14O2S2 Difenil Disulfuro C12H10S2 FeS2 S2Cl2 C6H12O4N2S2 C8H14O2S2 C12H10S2Disulfuros organicos EditarPropiedades Editar Los enlaces disulfuro son fuertes con una energia de disociacion de enlace tipica de 60 kcal mol 251 kJ mol 1 4 Sin embargo siendo cerca del 40 mas debil que C C y C H el enlace disulfuro es frecuentemente el enlace debil en muchas moleculas Ademas se refleja su polarizabilidad del azufre divalente el enlace S S es susceptible a la escision por reactivos polares ya sean electrofilos o nucleofilos 5 RS SR Nu RS Nu RS El enlace disulfuro es alrededor de 2 05 A de longitud 6 Alrededor de 0 5 A mas largo que el enlace C C Los disulfuros muestran una preferencia de angulos diedros que se aproximan a 90 Cuando el angulo se aproxima a 0 o 180 entonces el disulfuro es significativamente un mejor oxidante 7 Los disulfuros que tienen dos grupos R iguales son llamados simetricos algunos ejemplos son el difenil disulfuro y el dimetil disulfuro Cuando los dos grupos R no son identicos el compuesto es clasificado como asimetrico o disulfuro mixto Aunque la hidrogenacion de disulfuros usualmente no es practica la constante de equilibrio para la reaccion indica una medida del potencial oxidacion reduccion estandar para los disulfuros RSSR H2 2 RSHEste valor es alrededor de 250 mV NHE pH 7 En comparacion el potencial oxidacion reduccion estandar para las ferroxidinas es de alrededor 430 mV Sintesis Editar Los enlaces disulfuro son formados generalmente por la oxidacion de grupos sulfidrilo SH especialmente en contextos biologicos La transformacion es la siguiente 2 2 RSH RS SR 2 H 2 e Una variedad de oxidantes promueven esta reaccion incluyendo el aire y el peroxido de hidrogeno 2 Se piensa que tales reacciones proceden por intermedairios de acido sulfonico 8 El yodo en presencia de una base es comunmente utilizado para oxidar tioles a disulfuros dentro de un laboratorio Varios metales como complejos de cobre II y hierro III intervienen esta reaccionPlantilla Obra citada needed Alternativamente enlaces disulfuro en proteinas se forman por el intercambio de tiol disulfuro 9 RS SR R SH R S SR RSHTales reacciones con mediadas por enzimas en algunas casos y en otros casos bajo condiciones de control de equilibrio especialmente en la presencia de alguna concentracion catalitica de alguna base 10 La alquilacion de metales alcalinos y polisulfuros dan como resultado disulfuros Los polimeros Thiokol se dan cuando el polisulfuro de sodio es tratado con dialogenuros de alquilo 11 En otra reaccion similar reactivos carbonionicos reaccionan con azufre elemental para resultar en mezclas de tioeter disulfuros y polisulfuros Estas reacciones son generalmente inselectivas pero pueden ser optimizadas para aplicaciones especificas Muchos metodos especializados han sido desarrollados para formar disulfuros usualmente para aplicaciones en sintesis organicas Reactivos que otorgan el equivalente de RS reaccionan con tioles que dan disulfuros asimetricos 12 RSH R SNR 2 RS SR HNR 2 where R 2N FtalimidaReacciones Editar El aspecto mas importante de los enlaces disulfuro es su escision la cual ocurre por la via de reduccion Una variedad de reductores pueden ser utilizados En bioquimica tioles como el mercaptoetanol b ME o el ditiotreitol DTT funcionan como agentes reductores los reactivos tiol son utilizados en exceso para llevar el equilibrio a la derecha 13 RS SR 2 HOCH2CH2SH HOCH2CH2S SCH2CH2OH 2 RSHEl reductor Tris 2 carboxietil fosfina TCEP es util ademas de por ser inodoro comparado con b ME y DTT porque es selectivo en condiciones alcalinas y acidas contrario al DTT es mas hidrofilico y mas resistente a la oxidacion mediada por el aire Ademas generalmente no es necesario remever TCEP antes de la modificacion de tioles de proteina 14 En sintesis organica compuestos hidruro son empleados tipicamente para la escision de disulfuros tales como borohidruro de sodio Metales alcalinos mas agresivos tendran efecto en esta reaccion 15 RS SR 2 Na 2 NaSREstas reacciones son frecuentemente seguidas por una protonacion del tiolato NaSR HCl HSR NaClEl intercambio tiol disulfuro es una reaccion quimica en que el grupo tiolato S ataca el atomo de azufre de un enlace disulfuro S S El enlace disulfuro original se rompe y el otro atomo de azufre atomo verde en la Figura 1 es liberado como un nuevo tiolato que se lleva la carga negativa Mientras tanto el nuevo enlace disulfuro se forma entre el tiolato atacante atomo rojo en la Figura 1 y el atomo de azufre original atomo azul en la figura 1 9 16 Intercambio tiol disulfuro que muestra el intermediario lineal en el que la carga es compartida entre los tres atomos de azufre El grupo tiolato mostrado en rojo ataca el atomo de azufre mostrado en azul del enlace disulfuro desplazando el otro atomo de azufre mostrado en verde y formando un nuevo enlace disulfuro Los tiolatos no los grupos tiol atacan los enlaces disulfuro Por lo tanto el intercambio tiol disulfuro es inhibido a un pH bajo tipicamente menor a 8 donde la forma de tiol protonado es favorecida a la forma de tiol desprotonado El pKa de un grupo tiol tipico es cercano a 8 3 pero puede variar de acuerdo a su entorno 17 El intercambio tiol disulfuro es la reaccion principal por la que los enlaces disulfuro son formados y reacomodados en una proteina El rearreglo de los enlaces disulfuro dentro de una proteina generalmente ocurre por via intercambio tiol disulfuro intraproteina el grupo tiolato de un residuo de cisteina ataca los enlaces disulfuro propios de la proteina 18 Este proceso de rearreglo de disulfuros no cambia el numero de enlaces disulfuro en una proteina solo su localizacion cuales cisteinas son las que se encuentran enlazadas 19 El proceso de intercambio es mucho mas rapido que reacciones de oxido reduccion las cuales cambian el numero de enlaces disulfuro dentro de la proteina 7 La oxidacion y reduccion in vitro de enlaces disulfuro en una proteina generalmente tambien ocurre via reacciones de intercambio tiol disulfuro 20 Tipicamente el tiolato de un reactivo redox como glutationa o ditiotreitol ataca el enlace disulfuro en una proteina formando un enlace disulfuro mixto entre la proteina y el reactivo 21 Cuando este enlace disulfuro mixto es atacado por otro reactivo tiolato deja oxidada la cisteina En efecto el enlace disulfuro es transferido de la proteina al reactivo en dos pasos las dos reacciones de intercambio La oxidacion y reduccion in vivo de enlaces disulfuro en una proteina por intercambio tiol disulfuro es facilitado por una proteina llamada tioredoxina Esta pequena proteina esencial para todos los organismos vivos conocidos contiene dos residuos de aminoacidos de cisteina en un arreglo vecinal uno junto a otro lo que permite que se forme un enlace disulfuro interno o enlaces disulfuro con otras proteinas 22 Como tal puede ser utilizada como repositorio de enlaces disulfuro oxidados o reducidos Muchas reacciones organicas especializadas han sido desarrolladas por disulfuros de nuevo principalmente asociadas con la escision del enlace S S que usualmente es el enlace mas debil en una molecula organica En las reacciones de ruptura de disulfuros de Zincke los disulfuros son escindidos para resultar en halogenuros de sulfenilo por la reaccion con bromo o cloro aclaracion requerida 23 24 Enlaces disulfuro Representacion esquematica en una proteina Ocurrencia en proteinas Editar Los enlaces disulfuro tienen un rol importante en el plegamiento y estabilidad de algunas proteinas usualmente proteinas secretadas al medio extracelular 25 Ya que la mayoria de los comportamientos celulares son ambientes reductores en general los enlaces disulfuro son inestables en el citosol con algunas excepciones como se denota mas abajo a no ser que haya sulfidril oxidasa presente 26 La cistina es un dimero que se compone de dos aminoacidos de cisteina unidos por un enlace disulfuro Mostrado aqui en su forma desionizada Los enlaces disulfuro en proteinas estan formadas entre grupos tiol de residuos de cisteina por el proceso de plegamiento oxidativo 27 El otro aminoacido que contiene azufre metionina no puede formar enlaces disulfuro 28 Un enlace disulfuro es tipicamente denotado por poner un guion entre las abreviaciones de cisteina Por ejemplo si se refiere a los enlaces de la Ribonucleasa A el enlace disulfuro Cis26 Cis84 o el enlace disulfuro 26 84 o simplemente como C26 C84 29 donde el enlace disulfuro es sobreentendido y no es necesario mencionarlo El prototipo de un enlace disulfuro proteico es el tener un peptido de dos aminoacidos cistina que se compone de dos aminoacidos de cisteina unidos por un enlace disulfuro mostrado en la Figura 2 en su forma desionizada 30 La estructura de un enlace disulfuro puede ser descrito por su angulo diedro xss entre atomos Cb Sg Sg Cb que usualmente se aproxima a 90 7 El enlace disulfuro estabiliza la forma plegada de una proteina de varias maneras Mantiene dos porciones de la proteina juntas que le da a la proteina su topologia plegada Lo que conlleva a que el enlace disulfuro desestabiliza la forma desplegada de la proteina al bajar su nivel de entropia 25 En enlace disulfuro puede formar un nucleo hidrofobico en una proteina plegada por ejemplo residuos hidrofobicos locales se pueden condensar alrededor de un enlace disulfuro y tambien uno sobre otro en consecuencia de las interacciones hidrofobicas 31 En relacion con 1 y 2 el enlace disulfuro une dos segmentos de la cadena proteica el enlace aumenta la concentracion local de residuos proteicos y disminuye la concentracion local de moleculas de agua Ya que las moleculas de agua atacan los enlaces de hidrogeno amida amida y rompen la estructura secundaria un enlace disulfuro estabiliza la estructura secundaria en su vecinidad Por ejemplo investigadores han identificado varios pares de peptidos que estan inestructurados cuando se encuentran aislados pero adoptan una estructura secundaria o terciaria cuando se forma un enlace disulfuro entre ellos 32 La especie disulfuro es en particular el emparejamiento de cisteinas en una proteina unida por enlaces disulfuro y es usualmente representada al listar los enlaces disulfuro en parentesis por ejemplo especies disulfuro 26 84 58 110 Un conjunto disulfuro es un grupo de todas las especies disulfuro con el mismo numero de enlaces disulfuro y es usualmente denotado como conjunto 1S conjunto 2S etc para especies que tienen uno dos etc enlaces disulfuro Por lo tanto la especie disulfuro 26 84 pertenece al conjunto 1S mientras que las especies 26 84 58 110 pertenecen al conjunto 2S 33 Las especies sencillas sin enlaces disulfuro usualmente se representan como R o totalmente reducidas Bajo condiciones tipicas el rearreglo de disulfuros es mucho mas rapido que la formacion de nuevos enlaces disulfuro o que su reduccion por lo tanto las especies disulfuro dentro de un conjunto se equlibran mas rapido entre conjuntos 7 La forma principal de una proteina es usualmente una especie particular de disulfuros aunque algunas proteinas pueden ciclarse entre unos cuantos estados de disulfuros como parte de su funcion por ejemplo tiorredoxina En proteinas con mas de dos cisteinas especies disulfuro secundarias se pueden formar que casi siempre estan mal plegadas 34 Al aumentar el numero de cisteinas el numero de especies secundarias aumenta factorialmente Prediccion de abundancia de disulfuros Editar El numero de maneras i en el que p enlaces disulfuro se puede formar a partir de n residuos de cisteina presentes en una proteina esta dado por la formula i n n 2 p p 2 p displaystyle i frac n n 2p p 2 p Donde i Es el numero de diferentes isomeros de enlaces disulfuro o conexiones posibles n es el numero de cisteinas presentes en la molecula proteica p es el numero de enlaces disulfuro que se forman por lo que 2p es menor o igual a n La formula anterior es la forma mas general que se puede utilizar para calcular el numero posible de isomeros de enlaces disulfuro o conexiones donde n es par o non y que todos o solo algunas de las cisteinas esten involucradas en la formacion de enlace disulfuro Sin embargo muchas de las proteinas que tienen enlaces disulfuro que existen naturalmente tienen un numero par de cisteinas con todas ellas participando en la formacion de enlaces disulfuro Para este caso especifico n es un numero par y p es igual a n 2 Sustituyendo el valor de p la formula anterior para el numero posible de conexiones de enlaces disulfuro se simplica a i n n 2 p p 2 p n n 2 n 2 n 2 2 n 2 n n 2 2 n 2 displaystyle i frac n n 2p p 2 p frac n n 2 frac n 2 frac n 2 2 frac n 2 frac n frac n 2 2 frac n 2 Particularmente en este caso n es par y todas las cisteinas forman enlaces disulfuro una formula que es mas facil de recordar es i n 1 n 3 n 5 1 displaystyle i n 1 n 3 n 5 1 Las dos relaciones anteriores son buenos modelos para proteinas que tienen un numero par de cisteinas y todas las cisteinas estan involucradas en la formacion de enlaces disulfuro Ambas formulas se obtienen usando la misma logica y esencialmente representan una simplificacion de la formula inicial Como un ejemplo especifico para el caso anterior una proteina con ocho aminoacidos de cisteina como la ribonucleasa A puede formar 105 especies diferentes con cuatro disulfuros ya que todas las cisteinas estan involucradas en la formacion de enlaces disulfuro Aqui n 8 y p 4 Asi que i 8 1 8 3 8 5 8 7 7 5 3 1 105 displaystyle i 8 1 8 3 8 5 8 7 7 cdot 5 cdot 3 cdot 1 105 Solo uno de los 105 isomeros posibles es la especie original Se han identificado enzimas isomerasas que catalizan la interconversion de especies disulfuro acelerando la formacion de las especies funcionales proteicas Las especies disulfuro que tienen solo enlaces disulfuro de la especie original pero cuentan con todos se les denota como des seguido por el los enlace s faltantes dentro de corchetes cuadrados Por ejemplo la especie disulfuro des 40 95 tiene todos los enlaces disulfuro de la especie original excepto aquel que se encuentra entre las cisteinas 40 y 95 33 Para analizar la estructura de las proteinas frecuentemente es necesario romper los enlaces disulfuro Esta reduccion de los enlaces disulfuro puede ser llevada a cabo por el tratamiento con 2 mercaptoetanol ditiotreitol o tris 2 caboxietil fosfina 13 En bacterias y archea Editar Los enlaces disulfuro tienen un rol importante en la proteccion de bacterias ya que actuan como un interruptor de encendido y apagado para las proteinas cuando las celulas estan expuestas a reacciones de oxidacion El peroxido de hidrogeno H2O2 puede danar severamente en ADN y matarla a bajas concentraciones de no ser por la actividad protectora de los enlaces SS Las Archeas tipicamente tienen menos enlaces disulfuro que los organismos superiores 35 En eucariotas Editar En celulas eucariotas en general enlaces disulfuro estables se forman en el lumen del reticulo endoplasmico rugoso y en el espacio intermembranal de la mitocondria pero no en el citosol 36 Esto se debe a que en los organelos antes mencionados se tiene un ambiente que favorece la oxidacion y al ambiente reductor con el que cuenta el citosol ver glutaniona 37 Por lo tanto los enlaces disulfuro son mayormente encontrados en proteinas secretadas proteinas lisosomales y en los dominos exoplasmicos de proteinas de membrana 36 Existen notables excepciones a esta regla Por ejemplo muchas proteinas nucleares y citosolicas pueden ser reticuladas por medio de disulfuros durante la muerte celular necrotica 38 Similarmente un numero de proteinas citosolicas puede contener residuos de cisteina en proximidad de una a otra que fungen como sensores de oxidacion o catalizadores de oxido reduccion cuando el potencial reductivo de las celulas falla se oxidan y desencadenan mecanismos celulares de respuesta 39 Los virus Vaccinia tambien producen proteinas citosolicas y peptidos que tienen muchos enlaces disulfuros aunque se desconoce por que se presume que tienen efectos protectores contra la maquinaria intracelular de proteolisis 40 Los enlaces disulfuro tambien se forman entre protaminas en la cromatina del esperma de muchas especies mamiferas 41 Disulfuros en proteinas reguladoras Editar Como los enlaces disulfuro pueden ser reversiblemente reducidos o reoxidados el estado redox de estos enlaces ha evolucionado como un elemento de senalizacion En cloroplastos por ejemplo la reduccion enzimatica de enlaces disulfuro se ha asociado al control de numerosas rutas metabolicas y de expresion de genes La actividad de senalizacion ha sido demostrada hasta ahora que se lleva a cabo por el sistema ferredoxina tiorredoxina que canaliza electrones de las reacciones de luz del fotosistema I para cataliticamente reducir disulfuros en las proteinas reguladas de manera dependiente de la luz 42 De esta manera los cloroplastos ajustan la actividad de procesos clave como el ciclo de Calvin Benson degradacion de almidon produccion de ATP y expresion genica de acuerdo a la intensidad de la luz 43 En pelo y plumas Editar Mas del 90 del peso seco del pelo se compone de proteinas llamadas queratinas que tienen un alto contenido de disulfuros provenientes de la cisteina 44 La durabilidad que se da en parte por los enlaces disulfuro es ilustrada por la recuperacion de cabello virtualmente intacto en tumbas egipcias 45 Las plumas tienen queratinas similares y son extremadamente resistentes a enzimas digestivas 46 Diferentes partes del pelo y de las plumas tienen diferentes concentraciones de cisteina que tiene en consecuencia su suavidad o dureza La manipulacion de enlaces disulfuro en el cabello es la base para los enchinados permanentes en la industria cosmetica Reactivos que afectan la creacion o rompimiento de enlaces S S son necesarios por ejemplo tioglicolato de amonio 47 El alto contenido de disulfuro en las plumas determina que exista una alta concentracion de azufre en huevos provenientes de aves 48 El alto contenido de azufre en el pelo y las plumas contribuye al olor desagradable que resulta de su combustion 49 Disulfuros inorganicos EditarEl anion disulfuro es S2 2 o S S Usualmente se le asigna el numero de oxidacion 2 al azufre descrito como S2 y llamado sulfuro 50 Tiene la configuracion electronica del gas noble argon 51 En disulfuros el azufre es solamente reducido a un estado con numero de oxidacion 1 Entonces su configuracion se asemeja a aquella de un atomo de cloro Entonces tiene a formar enlaces covalentes con otro centro S para formar grupos S2 2 El oxigeno se comporta comporta de manera similar por ejemplo en peroxidos como H2O2 Ejejmplos Disulfuro de hierro FeS2 Dicloruro de disulfuro S2Cl2 En la industria EditarEnlaces disulfuro y polidisulfuro son los enlaces reticuladores que resultan de la vulcanizacion del caucho En analogia al rol de los disulfuros en proteinas los enlaces S S en el caucho son uniones y afectan fuertemente la reologia del material 52 Compuestos relacionados EditarLos tiosulfoxidos son ortogonalmente isomericos con disulfuros teniendo el segundo azufre derivado del primero y no se encuentra en una cadena continua por ejemplo gt S S en lugar de S S 53 Los enlaces disulfuro son analogos pero mas comunes que los enlaces peroxidos y los diselenidos Tambien existen compuestos intermediaros de ellos por ejemplo tioperoxidos tambien conocidos como enlaces oxadisulfuro tienen una formula R1OSR2 equivalentemente R2SOR1 Estos son isomericos a los sulfoxidos una manera similar a la mencionada anteriormente Es decir gt S O en lugar de S O Los disulfuros de thiuram con la formula R2NC S S 2 son disulfuros pero se comportan de manera diferente por el grupo tiocarbonil 54 Compuestos con tres atomos de azufre como CH3S S SCH3 son llamados trisulfuros o enlaces trisulfuro 55 Ambiguedades EditarEl termino disulfuro tambien hace referencia a compuestos que contienen dos atomos de azufre en su formula molecular Esto sucede debido a que se hace uso de la nomenclatura sistematica Por ejemplo el disulfuro de carbono CS2 es una molecula con un centro de carbono y dos atomos de azufre ligados al atomo central por enlace doble S C S Por lo tanto esta molecula no tiene la misma estructura quimica que la de los compuestos mencionados anteriormente ya que no es una union de dos atomos de azufre adyacentes Otro ejemplo es el disulfuro de molibdeno MoS2 el cual como se puede observar en la figura es un compuesto cristalino CS2 MoS2Referencias Editar Terribile Claudio 11 de junio de 2014 Colorimetria Aplicada Youcanprint ISBN 9788891144904 Consultado el 1 de marzo de 2017 a b c Gutsche Carl David Pasto Daniel J 1 de enero de 1978 Fundamentos de quimica organica Reverte ISBN 9788429174755 Consultado el 1 de marzo de 2017 Wells A F 1 de enero de 1978 Quimica inorganica estructural Reverte ISBN 9788429175240 Consultado el 2 de marzo de 2017 Blass Benjamin 24 de abril de 2015 Basic Principles of Drug Discovery and Development en ingles Elsevier ISBN 9780124115255 Consultado el 2 de marzo de 2017 R J Cremlyn An Introduction to Organosulfur Chemistry John Wiley and Sons Chichester 1996 ISBN 0 471 95512 4 Roberts Blaine R Wood Zachary A Jonsson Thomas J Poole Leslie B Karplus P Andrew 2 de marzo de 2017 Oxidized and synchrotron cleaved structures of the disulfide redox center in the N terminal domain of Salmonella typhimurium AhpF Protein Science A Publication of the Protein Society 14 9 2414 2420 ISSN 0961 8368 PMC 2253469 PMID 16131664 doi 10 1110 ps 051459705 Consultado el 2 de marzo de 2017 a b c d Gupta Ramesh C 28 de enero de 2016 Nutraceuticals Efficacy Safety and Toxicity en ingles Academic Press ISBN 9780128021651 Consultado el 2 de marzo de 2017 Rehder Douglas S Borges Chad R 7 de septiembre de 2010 Cysteine sulfenic acid as an intermediate in disulfide bond formation and nonenzymatic protein folding Biochemistry 49 35 7748 7755 ISSN 1520 4995 PMC 2945302 PMID 20712299 doi 10 1021 bi1008694 Consultado el 2 de marzo de 2017 a b Gilbert HF 1990 Molecular and Cellular Aspects of Thiol Disulfide Exchange Advances in Enzymology 63 69 172 PMID 2407068 doi 10 1002 9780470123096 ch2 Lundblad Roger L 22 de julio de 2014 Chemical Reagents for Protein Modification Fourth Edition en ingles CRC Press ISBN 9781466571907 Consultado el 2 de marzo de 2017 Kricheldorf Hans R 23 de diciembre de 1991 Handbook of Polymer Synthesis Part B In Two Parts en ingles CRC Press ISBN 9780824785154 Consultado el 2 de marzo de 2017 Witt D 2008 Recent developments in disulfide bond formation Synthesis 2008 16 2491 2509 doi 10 1055 s 2008 1067188 a b Lundblad Roger L 17 de noviembre de 1994 Techniques in Protein Modification en ingles CRC Press ISBN 9780849326066 Consultado el 2 de marzo de 2017 TCEP technical information from Interchim Mexico Sociedad Quimica de 1 de enero de 1961 Revista de la Sociedad Quimica de Mexico Consultado el 2 de marzo de 2017 Gilbert HF 1995 Thiol disulfide exchange equilibria and disulfide bond stability Methods in Enzymology 251 8 28 PMID 7651233 doi 10 1016 0076 6879 95 51107 5 Ribonucleases Part A Functional Roles and Mechanisms of Action en ingles Academic Press 26 de septiembre de 2001 ISBN 9780080496917 Consultado el 2 de marzo de 2017 Gitler Carlos Danon Avihai 30 de julio de 2003 Cellular Implications of Redox Signaling en ingles World Scientific ISBN 9781783261154 Consultado el 2 de marzo de 2017 Ganten Detlev Ruckpaul Klaus 28 de julio de 2006 Encyclopedic reference of genomics and proteomics in molecular medicine en ingles Springer ISBN 9783540442448 Consultado el 2 de marzo de 2017 Bajpai P 1 de enero de 1997 Biotreatment Downstream Processing and Modelling With 32 Tables en ingles Springer Science amp Business Media ISBN 9783540614852 Consultado el 2 de marzo de 2017 Voet Donald Voet Judith G 1 de enero de 2006 Bioquimica Ed Medica Panamericana ISBN 9789500623018 Consultado el 2 de marzo de 2017 Cutler Richard G 1 de enero de 2003 Critical Reviews of Oxidative Stress and Aging Advances in Basic Science Diagnostics and Intervention en ingles World Scientific ISBN 9789812775733 Consultado el 2 de marzo de 2017 For example the conversion of di o nitrophenyl disulfide to o nitrophenylsulfur chloride Max H Hubacher 1943 o Nitrophenylsulfur chloride Org Synth Coll Vol 2 455 Methyl sulfenyl chloride Irwin B Douglass and Richard V Norton 1973 Methanesulfinyl Chloride Org Synth Coll Vol 5 709 a b Sevier C S Kaiser C A 2002 Formation and transfer of disulphide bonds in living cells Nature Reviews Molecular Cell Biology 3 11 836 847 PMID 12415301 doi 10 1038 nrm954 Hatahet F Nguyen VD Salo KE Ruddock LW 2010 Disruption of reducing pathways is not essential for efficient disulfide bond formation in the cytoplasm of E coli MCF 9 67 67 PMC 2946281 PMID 20836848 doi 10 1186 1475 2859 9 67 Moroder Luis Prof Johannes Buchner 1 de enero de 2009 Oxidative Folding of Peptides and Proteins en ingles Royal Society of Chemistry ISBN 9780854041480 Consultado el 2 de marzo de 2017 McMurry Susan Castellion Mary E McMurry John 1 de enero de 2007 Study Guide and Full Solutions Manual en ingles Prentice Hall ISBN 9780131877740 Consultado el 2 de marzo de 2017 Ruoppolo M Vinci F Klink TA Raines RT Marino G 2000 Contribution of individual disulfide bonds to the oxidative folding of ribonuclease A Biochemistry 39 39 12033 42 PMID 11009618 doi 10 1021 bi001044n Pubchem L cystine C6H12N2O4S2 PubChem pubchem ncbi nlm nih gov en ingles Consultado el 2 de marzo de 2017 Castillon Emilio Herrera Alvarez Maria del Pilar Ramos Salom Pilar Roca Arribas Marta M Viana 23 de mayo de 2014 Bioquimica basica StudentConsult en espanol Base molecular de los procesos fisiologicos Elsevier Espana ISBN 9788490223888 Consultado el 2 de marzo de 2017 Brown William H Foote Christopher S Iverson Brent L Anslyn Eric 4 de febrero de 2011 Organic Chemistry en ingles Cengage Learning ISBN 084005498X Consultado el 2 de marzo de 2017 a b Ribonucleases Part A Functional Roles and Mechanisms of Action en ingles Academic Press 26 de septiembre de 2001 ISBN 9780080496917 Consultado el 2 de marzo de 2017 Bulleid Neil J 1 de noviembre de 2012 Disulfide Bond Formation in the Mammalian Endoplasmic Reticulum Cold Spring Harbor Perspectives in Biology en ingles 4 11 a013219 ISSN 1943 0264 PMC 3536336 PMID 23125019 doi 10 1101 cshperspect a013219 Consultado el 2 de marzo de 2017 Ladenstein R Ren B 2008 Reconsideration of an early dogma saying there is no evidence for disulfide bonds in proteins from archaea Extremophiles 12 1 29 38 PMID 17508126 doi 10 1007 s00792 007 0076 z a b Lodish Harvey Berk Arnold Zipursky S Lawrence Matsudaira Paul Baltimore David Darnell James 1 de enero de 2000 Post Translational Modifications and Quality Control in the Rough ER en ingles Consultado el 2 de marzo de 2017 Nagradova Natalya K 1 de enero de 2008 Foldases Enzymes Catalyzing Protein Folding en ingles Nova Publishers ISBN 9781604563894 Consultado el 2 de marzo de 2017 Samson Andre L Knaupp Anja S Sashindranath Maithili Borg Rachael J Au Amanda E L Cops Elisa J Saunders Helen M Cody Stephen H et al 25 de octubre de 2012 Nucleocytoplasmic coagulation an injury induced aggregation event that disulfide crosslinks proteins and facilitates their removal by plasmin Cell Reports 2 4 889 901 ISSN 2211 1247 PMID 23041318 doi 10 1016 j celrep 2012 08 026 Se sugiere usar numero autores ayuda Lopez Mirabal H Reynaldo Winther Jakob R 1 de abril de 2008 Redox characteristics of the eukaryotic cytosol Biochimica et Biophysica Acta BBA Molecular Cell Research Redox regulation of protein folding 1783 4 629 640 doi 10 1016 j bbamcr 2007 10 013 Consultado el 2 de marzo de 2017 Locker Jacomine Krijnse Griffiths Gareth 25 de enero de 1999 An Unconventional Role for Cytoplasmic Disulfide Bonds in Vaccinia Virus Proteins The Journal of Cell Biology 144 2 267 279 ISSN 0021 9525 PMC 2132897 PMID 9922453 Consultado el 2 de marzo de 2017 Zini Armand Agarwal Ashok 4 de agosto de 2011 Sperm Chromatin Biological and Clinical Applications in Male Infertility and Assisted Reproduction en ingles Springer Science amp Business Media ISBN 9781441968579 Consultado el 2 de marzo de 2017 Gitler Carlos Danon Avihai 30 de julio de 2003 Cellular Implications of Redox Signaling en ingles World Scientific ISBN 9781783261154 Consultado el 2 de marzo de 2017 Kohzuma Kaori Dal Bosco Cristina Meurer Jorg Kramer David M 3 de mayo de 2013 Light and Metabolism related Regulation of the Chloroplast ATP Synthase Has Distinct Mechanisms and Functions The Journal of Biological Chemistry 288 18 13156 13163 ISSN 0021 9258 PMC 3642356 PMID 23486473 doi 10 1074 jbc M113 453225 Consultado el 2 de marzo de 2017 Nitrogen and Energy Nutrition of Ruminants en ingles Academic Press 2 de diciembre de 2012 ISBN 9780080925790 Consultado el 2 de marzo de 2017 Egypt American Research Center in 1 de enero de 1999 Journal of the American Research Center in Egypt en ingles American Research Center in Egypt Consultado el 2 de marzo de 2017 Pedersen M B Yu S Plumstead P Dalsgaard S 1 de diciembre de 2012 Comparison of four feed proteases for improvement of nutritive value of poultry feather meal Journal of Animal Science en ingles 90 Supplement 4 350 352 ISSN 1525 3163 doi 10 2527 jas 53795 Archivado desde el original el 10 de noviembre de 2017 Consultado el 2 de marzo de 2017 Unknown 24 de abril de 2010 How does a perm work Yale Scientific Magazine en ingles estadounidense Consultado el 2 de marzo de 2017 The Elements en ingles PediaPress Consultado el 2 de marzo de 2017 Rea William J 23 de septiembre de 1992 Chemical Sensitivity en ingles CRC Press ISBN 9780873715416 Consultado el 2 de marzo de 2017 https web archive org web 20170505033815 http www eis uva es qgintro nomen tutorial 09 html Formulaci n y Nomenclatura Qu mica Inorg nica www eis uva es Archivado desde el original el 5 de mayo de 2017 Consultado el 2 de marzo de 2017 Dickerson Richard E 1 de enero de 1993 Principios de quimica Reverte ISBN 9788429171754 Consultado el 2 de marzo de 2017 Atkins Peter 2 de marzo de 2017 Las moleculas de Atkins Ediciones AKAL ISBN 9788446022541 Consultado el 2 de marzo de 2017 Steudel Ralf 17 de noviembre de 2003 Elemental Sulfur and Sulfur Rich Compounds II en ingles Springer Science amp Business Media ISBN 9783540403784 Consultado el 2 de marzo de 2017 Klinowski Jacek 23 de mayo de 2005 New Techniques in Solid State NMR en ingles Springer Science amp Business Media ISBN 9783540221685 Consultado el 2 de marzo de 2017 Nielsen Rasmus Wedel Tachibana Christine Hansen Niels Erik Winther Jakob Rahr 1 de julio de 2011 Trisulfides in proteins Antioxidants amp Redox Signaling 15 1 67 75 ISSN 1557 7716 PMID 20977350 doi 10 1089 ars 2010 3677 Consultado el 2 de marzo de 2017 Datos Q1230226 Multimedia Disulfides Obtenido de https es wikipedia org w index php title Disulfuro amp oldid 139064442, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

español

, española, descargar, gratis, descargar gratis, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, imagen, música, canción, película, libro, juego, juegos