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Articulo de referencia

Hipotiocianita

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El hipotiocianito es el anión [OSCN] − y la base conjugada del ácido hipotiocianoso ( HOSCN ). Es un compuesto orgánico que forma parte de los tiocianatos , ya que contiene el grupo funcional SCN. Se forma cuando un átomo de oxígeno se une mediante un enlace simple al grupo tiocianato . El ácido hipotiocianoso es un ácido bastante débil; su constante de disociación ácida (pKa ) es 5,3.

El hipotiocianito se forma por catálisis de la peroxidasa [ 1 ] a partir de peróxido de hidrógeno y tiocianato:

H 2 O 2 + SCN − → OSCN − + H 2 O

Como bactericida

El hipotiocianito se produce de forma natural en el sistema inmunitario antimicrobiano del tracto respiratorio humano [ 2 ] mediante una reacción redox catalizada por la enzima lactoperoxidasa [ 3 ] . Se ha investigado exhaustivamente por sus capacidades como antibiótico alternativo, ya que es inocuo para las células del cuerpo humano y citotóxico para las bacterias [ 4 ] . Los procesos exactos para la fabricación de hipotiocianito han sido patentados, dado que este eficaz antimicrobiano tiene numerosas aplicaciones comerciales [ 5 ] .

Mecanismo de acción

Las reacciones catalizadas por lactoperoxidasa producen productos de oxidación intermedios de corta duración de SCN − , lo que proporciona actividad antibacteriana. [ 6 ]

El principal producto intermedio de oxidación es el hipotiocianito OSCN⁻ , que se produce en una cantidad de aproximadamente 1  mol por mol de peróxido de hidrógeno. Al pH óptimo de 5,3, el OSCN⁻ está en equilibrio con el HOSCN. Se considera que el HOSCN sin carga es la forma bactericida más potente de las dos. [ 7 ] A pH 7, se evaluó que el HOSCN representa el 2% en comparación con el OSCN⁻ , que representa el 98%. [ 8 ]

Se informa que la acción del OSCN − contra las bacterias es causada por la oxidación del sulfhidrilo (SH). [ 9 ]

La oxidación de los grupos -SH en la membrana citoplasmática bacteriana provoca la pérdida de la capacidad de transportar glucosa y también la fuga de iones de potasio, aminoácidos y péptidos.

OSCN − también se ha identificado como un agente antimicrobiano en la leche, la saliva, [ 10 ] las lágrimas y el moco.

OSCN − se considera un producto seguro ya que no es mutagénico. [ 11 ]

Relación con la fibrosis quística

Inicialmente, este compuesto catalizado por la lactoperoxidasa se descubrió al observar el entorno específico del sistema inmunitario respiratorio debilitado de los pacientes con fibrosis quística frente a las infecciones bacterianas. [ 12 ]

Los síntomas de la fibrosis quística incluyen la incapacidad de secretar cantidades suficientes de SCN− , lo que provoca una escasez del hipotiocianito necesario, dando lugar a un aumento de la viscosidad del moco, inflamación e infección bacteriana en el tracto respiratorio.

La lactoferrina con hipotiocianito ha recibido la designación de medicamento huérfano por parte de la EMEA [ 13 ] y la FDA [ 14 ] .

Naturalmente, este descubrimiento se correlacionó con estudios que exploraban diferentes métodos para obtener antibióticos alternativos, teniendo en cuenta que la eficacia de la mayoría de los antibióticos más antiguos contra las bacterias resistentes a los antibióticos está disminuyendo.

OSCN − , que no es un antibiótico, ha demostrado su eficacia contra superbacterias, incluidas cepas de referencia de SARM, BCC, Mucoid PA

Esquema de LPO/SCN − /H 2 O 2 en el pulmón humano :

Rango de eficacia

Lista no exhaustiva de microorganismos.

Bacterias (grampositivas y gramnegativas)

Virus [ 15 ]

Levaduras y mohos

Véase también

Referencias

  1. ↑ Furtmüller PG, Zederbauer M, Jantschko W, Helm J, Bogner M, Jakopitsch C, Obinger C (enero de 2006). "Estructura del sitio activo y mecanismos catalíticos de las peroxidasas humanas". Arch. Biochem. Biophys . 445 (2): 199– 213. doi : 10.1016/j.abb.2005.09.017 . PMID 16288970 . 
  2. ↑ Al Obaidi AH (julio de 2007). "Función de la lactoperoxidasa de las vías respiratorias en la eliminación del daño causado por el peróxido de hidrógeno en el asma" . Ann Thorac Med . 2 (3): 107–10 . doi : 10.4103/1817-1737.33698 . PMC 2732085. PMID 19727356 .  
  3. ↑ Moskwa P, Lorentzen D, Excoffon KJ, Zabner J, McCray PB, Nauseef WM, Dupuy C, Bánfi B (enero de 2007). " Un nuevo sistema de defensa del huésped de las vías respiratorias es defectuoso en la fibrosis quística" . Am. J. Respir. Crit. Care Med . 175 (2): 174– 83. doi : 10.1164/rccm.200607-1029OC . PMC 2720149. PMID 17082494 .  
  4. ↑ Carlsson J, Edlund MB, Hänström L (junio de 1984). "Efectos bactericidas y citotóxicos de las mezclas de hipotiocianito y peróxido de hidrógeno" . Infect. Immun . 44 (3): 581–6 . doi : 10.1128/IAI.44.3.581-586.1984 . PMC 263633. PMID 6724690 .  
  5. ↑ Mansson-Rahemtulla B, Pruitt KM, Tenovuo J, Le TM (octubre de 1983). "Un enjuague bucal que optimiza la generación in vivo de hipotiocianito". J. Dent. Res . 62 (10): 1062–6 . doi : 10.1177/00220345830620101101 . PMID 6578235. S2CID 19490884 .  
  6. ↑ Pruitt KM, Tenovuo J, Andrews RW, McKane T (febrero de 1982). "Oxidación de tiocianato catalizada por lactoperoxidasa: estudio polarográfico de los productos de oxidación". Biochemistry . 21 (3): 562–7 . doi : 10.1021/bi00532a023 . PMID 7066307 . 
  7. ↑ Thomas EL, Pera KA, Smith KW, Chwang AK (febrero de 1983). "Inhibición de Streptococcus mutans por el sistema antimicrobiano de la lactoperoxidasa" . Infect . Immun . 39 (2): 767–78 . doi : 10.1128/IAI.39.2.767-778.1983 . PMC 348016. PMID 6832819 .  
  8. ↑ Thomas EL (mayo de 1981). "Oxidación de tiocianato catalizada por lactoperoxidasa: equilibrios entre formas oxidadas de tiocianato". Biochemistry . 20 (11): 3273–80 . doi : 10.1021/bi00514a045 . PMID 7248282 . 
  9. ↑ Thomas EL, Aune TM (mayo de 1978). "Sistema antimicrobiano de lactoperoxidasa, peróxido y tiocianato: correlación de la oxidación de sulfhidrilo con la acción antimicrobiana" . Infect . Immun . 20 (2): 456–63 . doi : 10.1128/IAI.20.2.456-463.1978 . PMC 421877. PMID 352945 .  
  10. ↑ Tenovuo J (enero de 2002). "Aplicaciones clínicas de las proteínas antimicrobianas del huésped lactoperoxidasa, lisozima y lactoferrina en la xerostomía: eficacia y seguridad". Oral Dis . 8 (1): 23– 9. doi : 10.1034/j.1601-0825.2002.1o781.x . PMID 11936452 . 
  11. ↑ White WE, Pruitt KM, Mansson-Rahemtulla B (febrero de 1983). "El sistema antibacteriano peroxidasa-tiocianato-peróxido no daña el ADN" . Antimicrob . Agents Chemother . 23 (2): 267–72 . doi : 10.1128/aac.23.2.267 . PMC 186035. PMID 6340603 .  
  12. ↑ Gattas MV, Forteza R, Fragoso MA, Fregien N, Salas P, Salathe M, Conner GE (noviembre de 2009). "La defensa oxidativa del huésped epitelial está regulada por estímulos infecciosos e inflamatorios" . Free Radic. Biol. Med . 47 (10): 1450–8 . doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2009.08.017 . PMC 2767478. PMID 19703552 .  
  13. ↑ «Resumen público de la opinión favorable para la designación de medicamento huérfano de hipotiocianito/lactoferrina para el tratamiento de la fibrosis quística» (PDF) . Evaluación previa a la autorización de medicamentos para uso humano . Agencia Europea de Medicamentos. 7 de septiembre de 2009. Archivado del original (PDF) el 30 de mayo de 2010. Consultado el 23 de enero de 2010 .
  14. ↑ "Meveol: la FDA otorga la designación de medicamento huérfano para el tratamiento de la fibrosis quística" . Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos. 5 de noviembre de 2009. Archivado del original el 24 de diciembre de 2009. Consultado el 23 de enero de 2010 .
  15. ↑ Mikola H, Waris M, Tenovuo J (marzo de 1995). "Inhibición del virus del herpes simple tipo 1, el virus sincitial respiratorio y el echovirus tipo 11 por hipotiocianito generado por peroxidasa". Antiviral Res . 26 (2): 161–71 . doi : 10.1016/0166-3542(94)00073-h . PMID 7605114 . 

Lecturas adicionales

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  • Conner GE, Wijkstrom-Frei C, Randell SH, Fernandez VE, Salathe M (enero de 2007). "El sistema de lactoperoxidasa vincula el transporte de aniones con la defensa del huésped en la fibrosis quística" . FEBS Lett . 581 (2): 271–8 . doi : 10.1016/j.febslet.2006.12.025 . PMC 1851694. PMID 17204267 .  
  • Eastvold JS (2005). "Ácido hipotiocianoso: una visión general" (PDF) . Biología y medicina de los radicales libres .
  • Minarowski Ł, Sands D, Minarowska A, Karwowska A, Sulewska A, Gacko M, Chyczewska E (2008). "Concentración de tiocianato en saliva de pacientes con fibrosis quística" . Folia Histochem. Citobiol . 46 (2): 245– 6. doi : 10.2478/v10042-008-0037-0 . PMID 18519245 . 
  • Rada B, Leto TL (2009). " Guerra redox entre células epiteliales de las vías respiratorias y Pseudomonas: oxidasa dual versus piocianina" . Immunol. Res . 43 ( 1–3 ): 198–209 . doi : 10.1007/s12026-008-8071-8 . PMC 2776630. PMID 18979077 .  
  • Conner GE, Salathe M, Forteza R (diciembre de 2002). "Metabolismo de la lactoperoxidasa y peróxido de hidrógeno en las vías respiratorias". Am. J. Respir. Crit. Care Med . 166 (12 Pt 2): S57–61. doi : 10.1164/rccm.2206018 . PMID 12471090 . 
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  • Wijkstrom-Frei C, El-Chemaly S, Ali-Rachedi R, Gerson C, Cobas MA, Forteza R, Salathe M, Conner GE (agosto de 2003). "Lactoperoxidasa y defensa del huésped de las vías respiratorias humanas". Am. J. Respir. Cell Mol. Biol . 29 (2): 206– 12. CiteSeerX 10.1.1.325.1962 . doi : 10.1165/rcmb.2002-0152OC . PMID 12626341 .  
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