Interaction of peroxynitrite with myoglobin and hemoglobin

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Abstract

Peroxynitrite, a biological toxin produced in vivo by the nearly diffusion-controlled reaction of nitrogen monoxide with superoxide, can nitrate and oxidize various biomolecules. Modifications caused by peroxynitrite have been linked to many human diseases, in particular, increased levels of free or protein-bound 3-nitrotyrosine, a biomarker for peroxynitrite in vivo, have been detected in a variety of pulmonary and cardiovascular diseases as well as in neurodegenerative and chronic inflammatory disorders. These observations have led to the search for a drug that can scavenge this powerful nitrating and oxidizing agent. Heme proteins, in particular myoglobin and hemoglobin, present in large amounts in muscles and red blood cells, respectively, have been proposed to serve as sinks for peroxynitrite in these cells. This report reviews the current knowledge of the reactions of different forms of myoglobin and hemoglobin with peroxynitrite and discusses their physiological role on the basis of measured rate constants.

Le peroxynitrite est une toxine biologique qui est produite in vivo par la réaction dont la vitesse est pratiquement contrôlée par la diffusion du monoxyde d'azote avec le superoxyde et qui peut conduire à la nitration et à l'oxydation de diverses biomolécules. Des modifications provoquées par le peroxynitrite ont été liées à diverses pathologies humaines, en particulier, des niveaux accrus de 3-nitrotyrosine libre ou liée à une protéine, un biomarqueur du peroxynitrite in vivo, ont été détectés dans une variété de maladies pulmonaires ou cardiovasculaires ainsi que dans des désordres neurodégénératifs et des inflammations chroniques. Ces observations ont orienté des recherches vers le développement d'un médicament qui pourrait capter ce puissant agent de nitration et d'oxydation. Les héme protéines, en particulier la myoglobine et l'hémoglobine, qui sont présentes en grandes quantités respectivement dans les muscles et les cellules rouges du sang ont été proposées pour servir de piège pour le peroxynitrite présent dans ces cellules. Le présent travail passe en revue les connaissances actuelles des réactions des diverses formes de la myoglobine et de l'hémoglobine avec le peroxynitrite et discute de leur rôle physiologique sur la base de constantes de vitesse mesurées.

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