Interaction ofS-Nitrosoglutathione with Methemoglobin Under Conditions of Modeling Carbonyl Stress

Abstract

The Maillard reaction is the key process in protein modification during pathologies connected with carbonyl stress. It was shown in system modeling that Maillard reaction interaction of L-lysine (L-lys) with methylglyoxal (MG) led to the formation of compounds reducing methemoglobin (metHb). Under the above conditions and in the presence of S-nitrosoglutathione (GSNO), metHb nitrosylation took place. Processes of metHb reduction and nitrosylation had the lag phase that was dependent on the presence of oxygen (O2) in the reaction mixture. Oxygen interacting with organic free radicals of the Maillard reaction inhibited hemoglobin (Hb) reduction and hence Hb nitrosylation during the first minutes of the reaction. It was also shown that the yield of organic free-radical intermediates of the L-lys with MG was increased in the presence of GSNO and metHb. All effects described could be a result of the formation of active red-ox GSNO derivates in the Maillard reaction. These derivates are probably mediators of one-electron oxidation of dialkylimine by MG. Anion radicals of S-nitrosothiols can function as such mediators.

Formation of nitri- and nitrosylhemoglobin in systems modeling the Maillard reaction

“…We have earlier shown that in methylglyoxal reaction with lysine redox reactive intermediates appeared which could reduce hemoproteins [39]. Thus, we can conclude that glycation products formed in the reaction of methylglyoxal with Hb amino acids residues provoked the appearance of Hb-[Fe(II)NO] ferri-heme reduction.…”

Effect of Nitric Oxide Metabolites on the Formation of Membranebound Hemoglobin Under Carbonyl Stress

“…Как было показано в наших предыдущих ра-ботах, GSNO стимулирует образование ради-кальных интермедиатов реакции лизина с ме-тилглиоксалем, по сравнению с другими доно-рами NO [Шумаев и др., 2009;Kosmachevskaya et al, 2013]. GSNO и NaNO 2 в присутствии ме-тилглиоксаля могут вызывать нитрование пор-фирина hb (нитриhb) [Kosmachevskaya et al, 2014].…”

“…Поскольку ранее нами было показано, что различные метаболиты NO ингибируют проте-кание реакции Майяра [Kosmachevskaya et al, 2013[Kosmachevskaya et al, , 2014, мы решили проверить действие этих соединений на эритроциты. была прове-дена совместная инкубация эритроцитов с ме-тилглиоксалем и NO-донорными соединени-ями.…”

“…нитрозотиолы содержат также редокс-активную Sh-группу, которая может окисляться с образованием ти-ильного радикала (RS • ). в условиях карбониль-ного стресса GSNO стимулирует образование свободнорадикальных интермедиатов [Шу-маев и др., 2009;Kosmachevskaya et al, 2013], которые, в свою очередь, могут стимулировать реакции перекисного окисления липидов и тем самым образование новых порций аКс, усили-вая карбонильный стресс. Перечисленные про-Рис.…”

“…особо отметим, что окисления гемоглобина в присутствии метилглиоксаля не происходи-ло во всех вариантах эксперимента. Причиной может быть восстановление окисленного ге-моглобина (methb), образующегося в реакции oxyhb с NO, редокс-активными интермедиа-тами реакции Майяра [Kosmachevskaya et al, 2013[Kosmachevskaya et al, , 2014.…”