Selenoproteiner

Selenoproteiner er proteiner, der indeholder en eller flere rester af den selenholdige aminosyre selenocystein (Se-Cys). Blandt de selenoproteiner, hvis funktioner er blevet beskrevet, er 5 glutathionperoxidaser og 3 thioredoxinreduktaser , der kun indeholder en selenocysteinrest [1] . Selenoprotein P er det mest almindelige plasmaselenoprotein . Dens struktur er noget usædvanlig, da den hos mennesker indeholder 10 selenocysteinrester, som er grupperet i 2 domæner : et - langt - domæne placeret ved N-terminalen af ​​polypeptidkæden , indeholder 1 selenocysteinrest, det andet - kort - er placeret ved C-terminalen og omfatter 9 rester af selenocystein. Det lange domæne er sandsynligvis et enzymatisk domæne, mens det korte domæne menes at være ansvarligt for sikker transport af meget reaktivt selen gennem hele kroppen [2] [3] .

Fordeling

Selenoproteiner findes i repræsentanter for alle tre domæner: eukaryoter , archaea og bakterier . Fra eukaryoter er selenoproteiner ret almindelige hos dyr , men de er sjældne eller helt fraværende i repræsentanter for andre kongeriger (et selenoprotein blev isoleret fra grønalgen Chlamydomonas , men dette blev ikke gjort i andre planter og svampe ). I bakterier og archaea er det kun nogle fylogenetiske grupper, der har selenoproteiner, mens de i de fleste er fuldstændig fraværende. Disse konklusioner blev lavet på basis af sekventering og analyse af hele genomer , som viste tilstedeværelsen eller fraværet af hoved- og hjælpegener , der er ansvarlige for syntesen af ​​selenoproteiner i den respektive organisme.

Typer

Ud over selenocysteinholdige selenoproteiner kendes en række bakterielle selenoproteiner, hvor selenatomet er bundet non-kovalent . De fleste af disse proteiner menes at indeholde en selenidligand til molybdopterin [ cofaktoren på deres aktive steder . Disse proteiner omfatter nikotinatdehydrogenase [ Eubacterium barkeri , såvel som xanthin-dehydrogenase . Selen kan også inkorporeres i modificerede nitrogenholdige baser i tRNA (som 2-seleno-5-methylaminomethyluridin ) .

Endelig kan selen findes i proteiner som en del af aminosyren selenomethionin , som nogle gange tilfældigt erstatter methionin . Proteiner, der indeholder sådan ikke-specifikt indsat selenomethionin, betragtes ikke som selenoproteiner. Udskiftning af alle methioninrester med selenomethioninrester er imidlertid meget brugt til at løse faseproblemet røntgendiffraktionsanalyse , som bruges til at bestemme proteiners rumlige struktur. Mens substitution af methionin til selenomethionin ikke medfører alvorlige konsekvenser (i hvert fald i bakterier), er den uspecifikke indsættelse af selenocystein i stedet for cystein ekstremt giftig. Dette kan forklare tilstedeværelsen af ​​en ret kompleks vej til biosyntese af selenocystein og dets indsættelse i selenoprotein, som undgår eksistensen af ​​frie aminosyrer som mellemprodukter. Derfor, selvom selenocysteinholdigt selenoprotein kommer ind i kroppen med mad, så skal selenocystein først nedbrydes for at blive brugt som en kilde til selen, derefter syntetiseres nyt selenocystein og er allerede inkluderet i selenoproteinet.

Klinisk betydning

Selen er et vigtigt element for dyr, herunder mennesker. Til dato er omkring 25 forskellige selenocysteinholdige selenoproteiner blevet beskrevet i humane celler og væv. Da mangel på selen fratager cellen evnen til at syntetisere selenoproteiner, skyldes virkningerne forbundet med utilstrækkelig indtagelse af selen fraværet af et eller flere specifikke selenoproteiner i kroppen. Faktisk har tre selenoproteiner, TR1 , TR3 og GPx4 , vist sig at være essentielle i mus. På den anden side har for meget selen i maden toksiske virkninger og forårsager forgiftning. Tærsklen mellem de nødvendige og toksiske koncentrationer af selen er ret snæver.

Eksempler

Humane selenoproteiner omfatter:

Noter

  1. Hatfield DL, Gladyshev VN Hvordan selen har ændret vores forståelse af den genetiske kode   // Mol . celle. Biol. : journal. - 2002. - Juni ( bind 22 , nr. 11 ). - P. 3565-3576 . - doi : 10.1128/MCB.22.11.3565-3576.2002 . — PMID 11997494 .
  2. Burk RF, Hill KE Selenoprotein P: et ekstracellulært protein med unikke fysiske egenskaber og en rolle i selenhomeostase  //  Annu Rev Nutr : journal. - 2005. - Bd. 25 . - S. 215-235 . - doi : 10.1146/annurev.nutr.24.012003.132120 . — PMID 16011466 .
  3. Burk RF, Hill KE Selenoprotein P-ekspression, funktioner og roller i pattedyr  //  Biochim Biophys Acta : journal. - 2009. - Bd. 1790 , Nr. 11 . - S. 1441-1447 . - doi : 10.1016/j.bbagen.2009.03.026 . — PMID 19345254 .
  4. G. V. Kryukov, S. Castellano, S. V. Novoselov, A. V. Lobanov, O. Zehtab, R. Guigó og V. N. Gladyshev. Karakterisering af pattedyrselenoproteomer  (engelsk)  // Videnskab. - 2003. - Bd. 300 , nr. 5624 . - S. 1439-1443 . - doi : 10.1126/science.1083516 . — PMID 12775843 .
  5. Reeves, MA og Hoffmann, PR Det menneskelige selenoproteom: nyere indsigt i funktioner og regulering  // Cell Mol Life Sci  .  : journal. - 2009. - Bd. 66 , nr. 15 . - P. 2457-2478 . - doi : 10.1007/s00018-009-0032-4 . — PMID 19399585 .

Litteratur