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] .
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.
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.
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.
Humane selenoproteiner omfatter: