Tioredoxin

A tioredoxinok kisméretű fehérjék családja, amelyek  az archaeától az emberig minden szervezetben jelen vannak [1] [2] . Számos fontos biológiai folyamatban vesznek részt, beleértve a sejt redoxpotenciáljának meghatározását és a jelátvitelt . Emberben a tioredoxint a TXN gén kódolja [3] . Azok a mutációk , amelyek ennek a génnek akár egy alléljának funkcionalitásának elvesztéséhez vezetnek, halálhoz vezetnek a négysejtes embrió stádiumában . A tioredoxin jelentős szerepet játszik az emberi szervezetben, bár nem teljesen világos, hogy melyik. Egyre gyakrabban kapcsolják össze a lehetséges funkcióit a gyógyszerek hatásával és a reaktív oxigénfajták ellensúlyozásával . A növényekben a tioredoxinok számos létfontosságú funkciót szabályoznak, a fotoszintézistől és a növekedéstől a virágzásig, a magok fejlődéséig és a csírázásig. Újabban kiderült, hogy a növényi sejtek közötti intercelluláris interakcióban és információcserében is részt vesznek [4] .

Funkciók

A tioredoxinok körülbelül 12 kDa tömegű fehérjék. Megkülönböztető jellemzőjük két szomszédos cisztein-maradék jelenléte, amelyek egy CXXC típusú motívumba vannak zárva, ahol C jelentése cisztein, X pedig bármilyen, általában hidrofób aminosav. Az összes tioredoxin másik megkülönböztető jellemzője egy specifikus harmadlagos szerkezet , az úgynevezett tioredoxin redő .

A fehérje fő része a diszulfid kötés . Segítségével helyreállíthatja más fehérjék diszulfidkötéseit, tönkretéve a bennük lévő diszulfidhidakat. Így szabályozza bizonyos enzimek aktivitását. Ezenkívül a diszulfidkötések helyreállításával a tioredoxin elektronokat szállít, amelyeket aztán a sejt számos biokémiai folyamatában felhasználnak. Például a glutationnal együtt elektronokat szállít a ribonukleotid-reduktázhoz , azaz részt vesz a dezoxinukleotidok és a FAPS- reduktáz szintézisében. Ebben a tekintetben funkciója hasonló a glutationéhoz , és részben átfedésben van vele. Így a tioredoxin erős antioxidáns : a glutation rendszerrel együtt a tioredoxin rendszer részt vesz a reaktív oxigénfajták semlegesítésében , elektronokat szállítva különböző peroxidázokhoz [5] . A kutatások kimutatták, hogy a tioredoxin kölcsönhatásba lép a ribonukleázzal , a hCG -vel , a véralvadási faktorokkal, a glükokortikoid receptorral és az inzulinnal . A tioredoxin és az inzulin reakcióját hagyományosan a tioredoxin aktivitásának meghatározására használják [6] . Kimutatták, hogy a tioredoxin képes serkenteni a transzkripciós faktorok kötődését a DNS-hez. Ezeket a faktorokat az NF-κB nukleáris faktorként azonosították , amely fontos tényező az oxidatív stresszre, az apoptózisra és a tumorigenezis folyamatokra adott sejtválaszban.

A tioredoxin helyreállítását egy speciális flavoprotein tioredoxin-reduktáz végzi , amely ehhez egy molekula NADPH -t használ [7] . A glutaredoxinok funkciójukban nagymértékben hasonlóak a tioredoxinokhoz, de specifikus reduktáz helyett glutation redukálja őket .

A tioredoxinok oxidatív stresszel szembeni ellenálló képességét egy olyan transzgenikus egereken végzett kísérletben mutatták ki, amelyekben megnövekedett a tioredoxin expressziója. A transzgenikus egerek jobban ellenálltak a gyulladásos válaszoknak, és 35%-kal tovább éltek [8] . Az ilyen adatok jelentős érvként szolgálnak az öregedés szabadgyökök elmélete mellett . A vizsgálat eredményei azonban nem tekinthetők megbízhatónak, mivel az egerek kontrollcsoportja szignifikánsan kevesebbet élt a szokásosnál, ami azt az illúziót keltheti, hogy a transzgenikus egerekben megnövekszik a várható élettartam [9] .

A növények nagyon összetett tioredoxinrendszerrel rendelkeznek, amely hat különböző típusból áll (f, m, x, y, h és o tioredoxinok). A sejt különböző részein találhatók, és számos különböző folyamatban vesznek részt. A tioredoxinok hatása az enzimek fényfüggő aktiválásának hátterében. A fényben az I. fotoszisztéma és a II . fotoszisztéma együttes fellépése következtében nagyszámú redukáló ekvivalens, ferredoxin képződik . A ferredoxin bizonyos koncentrációjának elérésekor a ferredoxin -tioredoxin-reduktáz enzim hatására a tioredoxin helyreáll, ami viszont aktiválja az enzimeket, helyreállítva a diszulfid kötéseket. A Calvin-ciklus legalább öt kulcsfontosságú enzime aktiválódik ezen a módon, valamint a Rubisco protein-aktiváz , az alternatív mitokondriális oxidáz és a kloroplaszt terminális oxidáz . A tioredoxin keresztüli aktiválási mechanizmus lehetővé teszi az enzimek aktivitásának szabályozását nem csak a NADPH/NADP + aránytól függően , hanem egyidejűleg a fényintenzitástól is [10] . 2010-ben fedezték fel a tioredoxinok szokatlan képességét, hogy sejtről sejtre mozogjanak. Ez a képesség egy új, a növények számára korábban ismeretlen, sejtközi kommunikációs módszer alapja [4] .

Interakciók

A tioredoxinról kimutatták, hogy kölcsönhatásba lép a következő fehérjékkel:

• ASK1 [11] [12] [13] ,
• Kollagén, I. típusú, alfa 1 [14] ,
• Glükokortikoid receptor [15] ,
• SENP1 [16] és
• TXNIP [17] .

Lásd még

• A Rubisco  egy tioredoxin által szabályozott enzim
• A peroxiredoxin  egy tioredoxin által szabályozott enzim.
• Thoredoxin styling

Linkek

• MeSH tioredoxin

Jegyzetek

1. ↑ Holmgren A. Thoredoxin and glutaredoxin systems  (angol)  // J Biol Chem  : folyóirat. - 1989. - 1. évf. 264 , sz. 24 . - P. 13963-13966 . — PMID 2668278 . Archiválva az eredetiből 2007. szeptember 29-én.
2. ↑ Nordberg  J. , Arnér ES Reaktív oxigénfajták, antioxidánsok és az emlősök tioredoxinrendszere  // Free Radic Biol Med : folyóirat. - 2001. - 20. évf. 31 , sz. 11 . - P. 1287-1312 . - doi : 10.1016/S0891-5849(01)00724-9 . — PMID 11728801 .
3. ↑ . Wollman EE, d'Auriol L., Rimsky L., Shaw A., Jacquot JP, Wingfield P., Graber P., Dessarps F., Robin P., Galibert F. Egy cDNS klónozása és expressziója humán tioredoxinhoz  .) J.  Biol . Chem.  : folyóirat. - 1988. - október ( 263. évf . , 30. sz.). - P. 15506-15512 . — PMID 3170595 .
4. ↑ 1 2 Meng L., Wong JH, Feldman LJ, Lemaux PG, Buchanan BB A növényi növekedéshez szükséges membránhoz kapcsolódó tioredoxin sejtről sejtre mozog, ami az intercelluláris kommunikációban betöltött szerepére utal  //  Proceedings of the National Academy of Sciences of az Amerikai Egyesült Államok  : folyóirat. - 2010. - 20. évf. 107 , sz. 8 . - P. 3900-3905 . - doi : 10.1073/pnas.0913759107 . — PMID 20133584 . Az eredetiből archiválva : 2015. szeptember 24.
5. ↑ Arnér ES, Holmgren A. A tioredoxin és a tioredoxin-reduktáz élettani funkciói  //  Eur J Biochem : folyóirat. - 2000. - Vol. 267. sz . 20 . - P. 6102-6109 . - doi : 10.1046/j.1432-1327.2000.01701.x . — PMID 11012661 .
6. ↑ Entrez gén: TXN tioredoxin . (határozatlan)
7. ↑ Mustacich D., Powis G. Thoredoxin reduktáz  (eng.)  // Biochem J : folyóirat. - 2000. - február ( 346. köt. , 1. sz.). - P. 1-8 . - doi : 10.1042/0264-6021:3460001 . — PMID 10657232 .
8. ↑ Yoshida T., Nakamura H., Masutani H., Yodoi J.  A tioredoxin és a tioredoxinkötő fehérje-2 részvétele a sejtproliferációban és az öregedési folyamatban  // A New York-i Tudományos Akadémia évkönyvei : folyóirat. - 2005. - 20. évf. 1055 . - P. 1-12 . - doi : 10.1196/annals.1323.002 . — PMID 16387713 .
9. ↑ Muller, FL, Lustgarten, MS, Jang, Y., Richardson, A. & Van Remmen, H. Trends in oxidative aging theories. Free Radic Biol Med 43, 477-503 (2007).
10. ↑ Ermakov, 2005 , p. 195.
11. ↑ Liu Y., Min W. A tioredoxin elősegíti az ASK1 ubikvitinációját és lebomlását, hogy redox aktivitástól független módon gátolja az ASK1 által közvetített apoptózist  //  Circulation Research : folyóirat. - 2002. - június ( 90. évf. , 12. sz.). - P. 1259-1266 . - doi : 10.1161/01.res.0000022160.64355.62 . — PMID 12089063 .
12. ↑ Morita K., Saitoh M., Tobiume K., Matsuura H., Enomoto S., Nishitoh H., Ichijo H. Az ASK1 negatív visszacsatolásos szabályozása protein phosphatase 5 (PP5) által az oxidatív  stressz hatására  / / The EMBO Journal. - 2001. - november ( 20. évf. , 21. sz.). - P. 6028-6036 . - doi : 10.1093/emboj/20.21.6028 . — PMID 11689443 .
13. ↑ Saitoh M., Nishitoh H., Fujii M., Takeda K., Tobiume K., Sawada Y., Kawabata M., Miyazono K., Ichijo H. Az emlős tioredoxin az apoptózis jel-szabályozó kináz (ASK) közvetlen inhibitora ). ) 1  (angol)  // EMBO J. : folyóirat. - 1998. - május ( 17. évf. , 9. sz.). - P. 2596-2606 . - doi : 10.1093/emboj/17.9.2596 . — PMID 9564042 .
14. ↑ Matsumoto K., Masutani H., Nishiyama A., Hashimoto S., Gon Y., Horie T., Yodoi J. A humán pro alfa 1 1 típusú kollagén C-propeptid régiója kölcsönhatásba lép a   tioredoxinnal // Biokémiai és biofizikai kutatási kommunikáció : folyóirat. - 2002. - július ( 295. évf . , 3. sz.). - P. 663-667 . - doi : 10.1016/s0006-291x(02)00727-1 . — PMID 12099690 .
15. ↑ Makino Y., Yoshikawa N., Okamoto K., Hirota K., Yodoi J., Makino I., Tanaka H. A tioredoxinnal való közvetlen kapcsolat lehetővé teszi a glükokortikoid receptor funkció redox szabályozását  //  J. Biol. Chem.  : folyóirat. - 1999. - január ( 274. köt . , 5. sz.). - P. 3182-3188 . doi : 10.1074 / jbc.274.5.3182 . — PMID 9915858 .
16. ↑ Li X., Luo Y., Yu L., Lin Y., Luo D., Zhang H., He Y., Kim YO, Kim Y., Tang S., Min W. A SENP1 közvetíti a TNF által kiváltott dezumoilációt és A HIPK1 citoplazmatikus transzlokációja az ASK1-függő apoptózis fokozására  // Cell Death & Differentiation  : Journal  . - 2008. - április ( 15. évf. , 4. sz.). - P. 739-750 . - doi : 10.1038/sj.cdd.4402303 . — PMID 18219322 .
17. ↑ Nishiyama A., Matsui M., Iwata S., Hirota K., Masutani H., Nakamura H., Takagi Y., Sono H., Gon Y., Yodoi J. A tioredoxin-kötő fehérje-2/vitamin azonosítása A D(3) az 1-es fehérjét a tioredoxin funkciójának és expressziójának negatív szabályozójaként szabályozta  (angolul)  // Journal of Biological Chemistry  : folyóirat. - 1999. - július ( 274. évf . , 31. sz.). - P. 21645-21650 . doi : 10.1074 / jbc.274.31.21645 . — PMID 10419473 .

Irodalom

• Növényélettan / Szerk. I. P. Ermakova. - M . : Akadémia, 2005. - 634 p.