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Titolo: Ipoclorito e mieloperossidasi da Le Scienze

Devo dire che, una volta tanto, anche io mi trovo alquanto
scettico sulla produzione di ipoclorito biogenetica.
Questo perché, ancorché maghi della cinetica, termodinamicamente
gli enzimi nulla possono sulla termodinamica.
Con l'ossido nitroso (NO), la termodinamica di ox.
dall'ammoniaca regge, ed in effetti il suo ruolo in vivo come
mediatore vasomotorio è ormai assodato.
Tuttavia, siccome in vivo gli ossidanti più energici disponibili
sono : l'ossigeno molecolare (a pH localmente al limite acido,
ma cmq non certo ZERO), il perossido d'idrogeno o al limite lo
ione superossido, e siccome nessuno di questi può ossidare
praticamente lo ione cloruro a cloro molecolare (passaggio
inevitabile all'ulteriore ossidazione ad ipoclorito, tra l'altro
a pH non troppo basico, cosa che osta non poco), onestamente
questo mi convince poco.
Mi riferisco ovviamente ad organismi che non siano dotati della
catena di enzimi e coenzimi del Fotosistema II che, viceversa,
con l'aiuto dell'energia radiante, diventa un ossidante
sufficientemente potente per ossidare quasi qualunque specie
chimica ossidabile, acqua compresa. Ma il discorso è ben
diverso.
A me risultava (anche se sono ricordi datati) che tutte le
specie citotossiche (macrofagi, linfociti killer ed altri)
utilizzassero come ossidanti del perossido d'idrogeno (via
citocromi e riduzione parziale dell'ossigeno) e/o superossido
per stecchire i batteri patogeni, che già sono reattivi chimici
estremamente energici senza bisogno di invocare l'azione biocida
dell'ipoclorito.
Magari mi sbaglio, ma aspetto prove più convincenti sulla
biosintesi di questa bestiaccia tremenda.
Soviet-Mario

Se leggete qui ( 
http://news.ucdmc.ucdavis.edu/bleach_enzyme.html
 ), vi
renderete conto della pedestre traduzione che è stata fatta su "le
scienze" la mieloperossidasi è conosciuta da un bel po' così come la sua
capacità di produrre ipoclorito, (il ns corredo enzimatico non smetterà
mai di stupirci!) quello che invece è stato scoperto è il ruolo di
questo enzima nella modulazione dell'azione dell'ossido nitrico prodotto
dalle cells endoteliali...se la lingua inglese non è
un'opinione...concordate? ;)

 mai di stupirci!)
Ho letto l'articolo ma ancora non mi ha convinto.
Così ho scritto agli autori dell'articolo (seppure in un inglese
un po' pedestre) la seguente richiesta di chiarimenti.
Se mi rispondono e mi convincono meglio, vi faccio sapere
Ciao
Soviet-Mario
Dear Sirs
(well I'm a chemist rather than a true biochemist .... and sorry
for my english)
I just read (with a great interest and a bit of skepticism) your
article about, among other things, bio-generation of
hypochlorous acid / hypochlorite.
Now, settled that enzymes can perform amazing KINETIC tricks but
in no case overhelm THERMODINAMIC limitations,
I was wondering about which "primary" strong oxidant commomly
available to the cell (say : molecular oxigen, molecular
hydrogen peroxide, eventually superoxide ion) could be used to
oxidize chloride ion (E° about +1,358 Volt, pH  fairly
independent).
Obviously photosynthetic cells doesn't necessarily suffer this
limitation, beeing able to rely on Photosystem-II coenzymes (and
their very powerful oxidizing photo-excited quinonic agents)
But in animal tissues ....
(the following data should hold :
pP O2 << 0,2 atm,  depressing oxidizing strenghts of mol. oxygen
and, surely,  2,5 < pH < 10,5  in most organules, deeply
impacting  E° of oxygen-related oxidizing moieties)
The following is an abstract of thermodynamical potential data
E° + 1,482    HClO + H(+) + 2 e- ? Cl(-) + H2O   (pH  0)
E° + 1,611    HClO + H(+) + e- ? 1/2 Cl2 (g) + H2O   (pH  0)
E° + 1,358    Cl2 (g) + 2 e- ? 2 Cl(-)   (pH  independent)
E° + 0,810    ClO(-) (aq) + H2O + 2 e- ? Cl(-) + 2 OH(-)   (pH
14)
(lacking data may be easily computed by Nernstian Equation)
E° + 1,229     O2 (g) + 4 H(+) + 4 e- ? 2 H2O   (pH  0)
E° + 0,815     O2 (g) + 4 H(+) + 4 e- ? 2 H2O   (pH  7)
E° + 0,401     O2 (g) + 2 H2O + 4 e- ? 4 OH(-)   (pH  14)
E° + 0,682     O2 (g) + 2 H(+) + 2 e- ?? H2O2
E° + 0,88       H2O2 + 2 e- ?? 2 OH(-)    (pH  14)
E° + 1,78       H2O2 + 2 H(+) + 2 e- ?? 2 H2O    (pH  0)
E° + 1,33       H2O2 + 2 H(+) + 2 e- ?? 2 H2O    (pH  7)
It is evident that molecular oxigen might not, under no
biological condition, oxidize chloride to chlorine (first
unavoidable "hard" step) or further.
The case of hydrogen peroxyde seems (apparently) more difficult.
It may seem that this oxidizing agent  (E° + 1,33  at  pH  7 and
above at lower pH) could thermodynamically oxidize (but only to
A LITTLE  EXTENT) chloride to chlorine [Cl2/Cl(-)   E°  + 1,358]
and further to hypochlorite.
Anyway, each of this chlorinated moieties is very easily capable
[HClO/Cl2   E° about +1,21  at  pH  7]  of immediately oxidizing
hydrogen peroxyde to molecular oxygen (O2 / H2O2   E° "only" +
0,682  at  pH  0,  and even lower at pH  7), thus re-reducing to
starting chloride ion (the actual NET effect should be that of
catalyzing hydrogen peroxyde decomposition, with no real
production of chlorine / hypochlorite).
In fact no positive chlorine species' E° lie under the E° of the
H2O2 as a REDUCING agent (peroxyde, like nitrite, is ambiguos
oxidizing but also reducing agent).
Another consideration is that an enzyme should catalyze the
reverse reaction as well as direct one and, above all, chlorine
and hypochlorous moieties are INTRINSICALLY very fast KINETIC
oxidizing agents, not requiring any catalytic help, so the
aforesaid doubts are at least legitimate.
Theese are the reasons of my "thermodynamical" doubts.
So let me ask You : what unquestionable proofs of positive
chlorine species generation did you obtain (e.g. spectroscopical
detection, indirect analysis via trapping etc.) ?
Why not should more conventional cytotoxic/biocyde weapons (such
as superoxide and H2O2 itself) actually kill bacteria ?
(and why not should they directly oxidize "anti-hypertensive" NO
to unactive nitrates, a very easy task even with molecular
oxigen alone) ?
It would be nice if you could send me more details.
Thanks in advance
Best regards
Palenzona   Dr.  Prof.  Ph.D.  Giulio  Mario