Tioredoksiini

Tioredoksiinit  ovat pienten proteiinien perhe, jota esiintyy kaikissa organismeissa arkeista ihmisiin [1] [2] . Ne osallistuvat moniin tärkeisiin biologisiin prosesseihin, mukaan lukien solun redox-potentiaalin määrittämiseen ja signaalinsiirtoon . Ihmisillä tioredoksiinia koodaa TXN -geeni [3] . Mutaatiot , jotka johtavat jopa tämän geenin yhden alleelin toiminnallisuuden menettämiseen, johtavat kuolemaan nelisoluisen alkion vaiheessa . Tioredoksiinilla on merkittävä rooli ihmiskehossa, vaikka ei ole täysin selvää, mikä. Yhä useammin sen mahdolliset toiminnot liittyvät lääkkeiden toimintaan ja reaktiivisten happilajien vastustukseen . Kasveissa tioredoksiinit säätelevät monia elintärkeitä toimintoja fotosynteesistä ja kasvusta kukkimiseen, siementen kehitykseen ja itämiseen. Äskettäin kävi ilmi, että ne ovat mukana myös solujen välisessä vuorovaikutuksessa ja tiedonvaihdossa kasvisolujen välillä [4] .

Toiminnot

Tioredoksiinit ovat proteiineja, joiden massa on noin 12 kDa. Niiden erottuva piirre on kahden vierekkäisen kysteiinitähteen läsnäolo, jotka on suljettu CXXC-tyypin motiiviin, jossa C on kysteiini ja X on mikä tahansa, yleensä hydrofobinen aminohappo. Toinen kaikkien tioredoksiinien erottuva piirre on spesifinen tertiäärinen rakenne, jota kutsutaan tioredoksiinilaskoksiksi .

Proteiinin pääosa on disulfidisidos . Sen avulla hän voi palauttaa muiden proteiinien disulfidisidokset tuhoten niissä olevat disulfidisillat. Siten se säätelee tiettyjen entsyymien toimintaa. Lisäksi disulfidisidoksia palauttamalla tioredoksiini toimittaa elektroneja, joita sitten käytetään monissa solun biokemiallisissa prosesseissa. Esimerkiksi yhdessä glutationin kanssa se toimittaa elektroneja ribonukleotidireduktaasille , eli se osallistuu deoksinukleotidien ja FAPS- reduktaasin synteesiin. Tässä suhteessa sen toiminta on samanlainen kuin glutationin ja osittain päällekkäinen sen kanssa. Siten tioredoksiini on vahva antioksidantti : yhdessä glutationijärjestelmän kanssa tioredoksiinijärjestelmä osallistuu reaktiivisten happilajien neutralointiin siirtäen elektroneja erilaisiin peroksidaaseihin [5] . Tutkimukset ovat osoittaneet, että tioredoksiini on vuorovaikutuksessa ribonukleaasin , hCG :n , hyytymistekijöiden, glukokortikoidireseptorin ja insuliinin kanssa . Tioredoksiinin ja insuliinin reaktiota käytetään perinteisesti määrittämään tioredoksiinin aktiivisuutta [6] . On osoitettu, että tioredoksiini pystyy stimuloimaan transkriptiotekijöiden sitoutumista DNA:han. Nämä tekijät on tunnistettu ydintekijäksi NF-KB , joka on tärkeä tekijä soluvasteessa oksidatiiviselle stressille, apoptoosille ja tuumorigeneesiprosesseille.

Tioredoksiinin palauttamisen suorittaa erityinen flavoproteiini tioredoksiinireduktaasi , joka käyttää tähän yhtä NADPH - molekyyliä [7] . Glutaredoksiinit ovat toiminnaltaan suurelta osin samanlaisia ​​kuin tioredoksiinit, mutta tietyn reduktaasin sijaan glutationi pelkistää niitä .

Tioredoksiinien kyky vastustaa oksidatiivista stressiä osoitettiin kokeessa siirtogeenisillä hiirillä, joilla oli lisääntynyt tioredoksiinin ilmentyminen. Siirtogeeniset hiiret vastustivat tulehdusvasteita paremmin ja elivät 35 % pidempään [8] . Tällaiset tiedot ovat merkittävä argumentti ikääntymisen vapaiden radikaalien teorian puolesta . Tutkimuksen tuloksia ei kuitenkaan voida pitää luotettavina, koska vertailuhiirten ryhmä eli huomattavasti tavallista vähemmän, mikä saattoi luoda illuusion elinajanodoteesta siirtogeenisillä hiirillä [9] .

Kasveilla on erittäin monimutkainen tioredoksiinijärjestelmä, joka koostuu kuudesta eri tyypistä (tioredoksiinit f, m, x, y, h ja o). Ne sijaitsevat solun eri osissa ja osallistuvat lukuisiin erilaisiin prosesseihin. Tioredoksiinien toiminta on entsyymien valoriippuvaisen aktivoitumisen taustalla. Valossa fotosysteemi I :n ja fotosysteemi II :n yhteistoiminnan seurauksena muodostuu suuri määrä pelkistäviä ekvivalentteja, ferredoksiineja . Kun tietty ferredoksiinipitoisuus saavutetaan, ferredoksiini-tioredoksiini-reduktaasientsyymin vaikutuksesta tioredoksiini palautuu, mikä puolestaan ​​​​aktivoi entsyymejä ja palauttaa disulfidisidoksia. Tällä tavalla aktivoituu ainakin viisi Calvin-syklin avainentsyymiä, samoin kuin Rubisco - proteiiniaktivaasi , vaihtoehtoinen mitokondriooksidaasi ja kloroplastin terminaalinen oksidaasi . Tioredoksiinin kautta tapahtuva aktivaatiomekanismi mahdollistaa entsyymien aktiivisuuden säätelyn paitsi NADPH/NADP + -suhteen , myös samanaikaisesti valon intensiteetin mukaan [10] . Vuonna 2010 havaittiin tioredoksiinien epätavallinen kyky liikkua solusta soluun. Tämä kyky perustuu uuteen, kasveille aiemmin tuntemattomaan menetelmään solujen väliseen viestintään [4] .

Vuorovaikutuksia

Tioredoksiinin on osoitettu olevan vuorovaikutuksessa seuraavien proteiinien kanssa:

• ASK1 [11] [12] [13] ,
• Kollageeni, tyyppi I, alfa 1 [14] ,
• Glukokortikoidireseptori [15] ,
• SENP1 [16] ja
• TXNIP [17] .

Katso myös

• Rubisco  on tioredoksiinin säätelemä entsyymi
• Peroksiredoksiini  on tioredoksiinin säätelemä entsyymi.
• Tioredoksiininen muotoilu

Linkit

• MeSH tioredoksiini

Muistiinpanot

1. ↑ Holmgren A. Tioredoksiini ja glutaredoksiinijärjestelmät  (englanniksi)  // J Biol Chem  : Journal. - 1989. - Voi. 264 , nro. 24 . - P. 13963-13966 . — PMID 2668278 . Arkistoitu alkuperäisestä 29. syyskuuta 2007.
2. ↑ Nordberg  J. , Arnér ES Reaktiiviset happilajit, antioksidantit ja nisäkkään tioredoksiinijärjestelmä  // Free Radic Biol Med : päiväkirja. - 2001. - Voi. 31 , ei. 11 . - s. 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. CDNA :n kloonaus ja ilmentyminen ihmisen tioredoksiinille  .)  // J. Biol. Chem.  : päiväkirja. - 1988. - lokakuu ( nide 263 , nro 30 ). - P. 15506-15512 . — PMID 3170595 .
4. ↑ 1 2 Meng L., Wong JH, Feldman LJ, Lemaux PG, Buchanan BB Kasvien kasvuun tarvittava kalvoon liittyvä tioredoksiini liikkuu solusta soluun, mikä viittaa rooliin solujen välisessä viestinnässä  //  Proceedings of the National Academy of Sciences of Amerikan Yhdysvallat  : lehti. - 2010. - Vol. 107 , nro. 8 . - P. 3900-3905 . - doi : 10.1073/pnas.0913759107 . — PMID 20133584 . Arkistoitu alkuperäisestä 24. syyskuuta 2015.
5. ↑ Arnér ES, Holmgren A. Tioredoksiinin ja tioredoksiinireduktaasin fysiologiset toiminnot  //  Eur J Biochem : päiväkirja. - 2000. - Voi. 267 , nro. 20 . - P. 6102-6109 . - doi : 10.1046/j.1432-1327.2000.01701.x . — PMID 11012661 .
6. ↑ Entrez-geeni: TXN-tioredoksiini . (määrätön)
7. ↑ Mustacich D., Powis G. Tioredoksiinireduktaasi  (eng.)  // Biochem J : päiväkirja. - 2000. - Helmikuu ( osa 346 , nro kohta 1 ). - s. 1-8 . - doi : 10.1042/0264-6021:3460001 . — PMID 10657232 .
8. ↑ Yoshida T., Nakamura H.,  Masutani H., Yodoi J. Tioredoksiinin ja tioredoksiinia sitovan proteiinin 2 osallistuminen solujen lisääntymiseen ja ikääntymisprosessiin  // Annals of the New York Academy of Sciences : päiväkirja. - 2005. - Voi. 1055 . - s. 1-12 . - doi : 10.1196/annals.1323.002 . — PMID 16387713 .
9. ↑ Muller, FL, Lustgarten, MS, Jang, Y., Richardson, A. & Van Remmen, H. Trends in oksidatiivisen ikääntymisen teoriat. Free Radic Biol Med 43, 477-503 (2007).
10. ↑ Ermakov, 2005 , s. 195.
11. ↑ Liu Y., Min W. Tioredoksiini edistää ASK1:n ubikvitinaatiota ja hajoamista estääkseen ASK1-välitteisen apoptoosin redox-aktiivisuudesta riippumattomalla tavalla  //  Circulation Research : päiväkirja. - 2002. - Kesäkuu ( nide 90 , nro 12 ). - s. 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. ASK1:n negatiivinen palautesääntely proteiinifosfataasi 5:llä (PP5) vasteena oksidatiiviselle  stressille  / / The EMBO Journal. - 2001. - marraskuu ( osa 20 , nro 21 ). - 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. Nisäkkäiden tioredoksiini on apoptoosin signaalia säätelevän kinaasin (ASK) suora estäjä ). ) 1  (englanti)  // EMBO J. : päiväkirja. - 1998. - toukokuu ( osa 17 , nro 9 ). - 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. Ihmisen pro alfa 1 tyypin 1 kollageenin C-propeptidialue vuorovaikuttaa   tioredoksiinin kanssa // Biochemical and Biophysical Research Communications : päiväkirja. - 2002. - Heinäkuu ( nide 295 , nro 3 ). - s. 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. Suora yhteys tioredoksiinin kanssa mahdollistaa glukokortikoidireseptorin toiminnan redox-sääntelyn  //  J. Biol. Chem.  : päiväkirja. - 1999. - tammikuu ( osa 274 , nro 5 ) . - s. 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. SENP1 välittää TNF:n aiheuttamaa desumoylaatiota ja HIPK1:n sytoplasminen translokaatio ASK1-riippuvaisen apoptoosin lisäämiseksi  // Cell Death & Differentiation  : Journal  . - 2008. - Huhtikuu ( osa 15 , nro 4 ). - s. 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. Tioredoksiinia sitovan proteiinin 2/vitamiinin tunnistaminen D(3) säätelee proteiinia 1 tioredoksiinin toiminnan ja ilmentymisen negatiivisena säätelijänä  (englanniksi)  // Journal of Biological Chemistry  : Journal. - 1999. - Heinäkuu ( nide 274 , nro 31 ). - P. 21645-21650 . doi : 10.1074 / jbc.274.31.21645 . — PMID 10419473 .

Kirjallisuus

• Kasvifysiologia / Toim. I.P. Ermakova. - M . : Akatemia, 2005. - 634 s.