Tiorredoxina

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tiorredoxina
Identificadores
simbolos TXN delta 3proteína del tejido testicular Li 199thiorredoxin delta 3thiorredoxinTXNATL-derive factorADFSASPproteína sulfhidrilo asociada a la superficie
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Tipos Humano Ratón
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Las tiorredoxinas  son una familia de pequeñas proteínas presentes en todos los organismos, desde las arqueas hasta los humanos [1] [2] . Están involucrados en muchos procesos biológicos importantes, incluida la determinación del potencial redox de la célula y la transducción de señales . En humanos, la tiorredoxina está codificada por el gen TXN [3] . Las mutaciones que conducen a la pérdida de funcionalidad de incluso un alelo de este gen conducen a la muerte en la etapa de un embrión de cuatro células.. La tiorredoxina juega un papel importante en el cuerpo humano, aunque no está del todo claro cuál. Cada vez con más frecuencia, sus posibles funciones están asociadas a la acción de fármacos y a la acción de contrarrestar las especies reactivas del oxígeno . En las plantas, las tiorredoxinas regulan una variedad de funciones vitales, desde la fotosíntesis y el crecimiento hasta la floración, el desarrollo de semillas y la germinación. Más recientemente, resultó que también están involucrados en la interacción intercelular y el intercambio de información entre las células vegetales [4] .

Funciones

Las tiorredoxinas son proteínas con una masa de alrededor de 12 kDa. Su característica distintiva es la presencia de dos residuos de cisteína adyacentes encerrados en un motivo del tipo CXXC, donde C es cisteína y X es cualquier aminoácido, generalmente hidrofóbico. Otra característica distintiva de todas las tiorredoxinas es una estructura terciaria específica llamada pliegue de tiorredoxina .

La parte principal de una proteína es el enlace disulfuro . Con su ayuda, puede restaurar los enlaces disulfuro de otras proteínas, destruyendo los puentes disulfuro en ellas. Por lo tanto, regula la actividad de ciertas enzimas. Además, al restaurar los enlaces disulfuro, la tiorredoxina suministra electrones, que luego se utilizan en muchos procesos bioquímicos de la célula. Por ejemplo, junto con el glutatión, suministra electrones para la ribonucleótido reductasa , es decir, participa en la síntesis de desoxinucleótidos y FAPS reductasa. En este sentido, su función es similar a la del glutatión y se superpone parcialmente con ella. Por lo tanto, la tiorredoxina es un potente antioxidante : junto con el sistema del glutatión, el sistema de la tiorredoxina participa en la neutralización de las especies reactivas del oxígeno , transfiriendo electrones a varias peroxidasas [5] . La investigación ha demostrado que la tiorredoxina interactúa con la ribonucleasa , la hCG , los factores de coagulación, el receptor de glucocorticoides y la insulina . La reacción de la tiorredoxina con la insulina se utiliza tradicionalmente para determinar la actividad de la tiorredoxina [6] . Se ha demostrado que la tiorredoxina es capaz de estimular la unión de factores de transcripción al ADN. Estos factores han sido identificados como el factor nuclear NF-κB , el cual es un factor importante en la respuesta celular al estrés oxidativo, procesos de apoptosis y tumorigénesis.

La restauración de la tiorredoxina se lleva a cabo por una flavoproteína tiorredoxina reductasa especial , que utiliza una molécula de NADPH para esto [7] . Las glutaredoxinas tienen una función muy similar a las tiorredoxinas, pero en lugar de una reductasa específica, son reducidas por el glutatión .

↔ 2 H + + 2 mi - +
Tiorredoxina reconstituida Tiorredoxina oxidada

La capacidad de las tiorredoxinas para resistir el estrés oxidativo se demostró en un experimento con ratones transgénicos que tenían una mayor expresión de tiorredoxina. Los ratones transgénicos resistieron mejor las respuestas inflamatorias y vivieron un 35 % más [8] . Tales datos sirven como un argumento significativo a favor de la teoría de los radicales libres del envejecimiento . Sin embargo, los resultados del estudio no pueden considerarse fiables, ya que el grupo de control de ratones vivió significativamente menos de lo habitual, lo que podría crear la ilusión de un aumento de la esperanza de vida en los ratones transgénicos [9] .

Las plantas tienen un sistema muy complejo de tiorredoxinas, que consta de seis tipos distintos (tioredoxinas f, m, x, y, h y o). Están ubicados en diferentes partes de la célula y están involucrados en una gran cantidad de procesos diferentes. Es la acción de las tiorredoxinas la que subyace a la activación de enzimas dependiente de la luz. A la luz, como resultado de la acción conjunta del fotosistema I y el fotosistema II , se forman un gran número de equivalentes reductores, las ferredoxinas . Al alcanzar una determinada concentración de ferredoxina , debido a la acción de la enzima ferredoxina-tioredoxina-reductasa, se restablece la tiorredoxina, que a su vez activa las enzimas, restableciendo los enlaces disulfuro. De esta manera se activan al menos cinco enzimas clave del ciclo de Calvin , así como la proteína activasa Rubisco , la oxidasa mitocondrial alternativa y la oxidasa terminal del cloroplasto . El mecanismo de activación a través de la tiorredoxina permite regular la actividad de las enzimas no solo en función de la relación NADPH/NADP + , sino también simultáneamente de la intensidad de la luz [10] . En 2010, se descubrió la capacidad inusual de las tiorredoxinas para moverse de una célula a otra. Esta capacidad es la base de un nuevo método de comunicación intercelular, previamente desconocido para las plantas [4] .

Interacciones

Se ha demostrado que la tiorredoxina interactúa con las siguientes proteínas:

Véase también

Enlaces

Notas

  1. ↑ Holmgren A. Sistemas de tiorredoxina y glutaredoxina  (inglés)  // J Biol Chem  : revista. - 1989. - vol. 264 , núm. 24 . - Pág. 13963-13966 . —PMID 2668278 . Archivado desde el original el 29 de septiembre de 2007.
  2. ↑ Nordberg  J. , Arnér ES Especies de oxígeno reactivo, antioxidantes y el sistema de tiorredoxina de mamíferos  // Free Radic Biol Med : diario. - 2001. - vol. 31 , núm. 11 _ - Pág. 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. Cloning and expression of a cDNA for human thiorredoxin   // J. Biol. química  : diario. - 1988. - Octubre ( vol. 263 , n. 30 ). - Pág. 15506-15512 . —PMID 3170595 .
  4. ↑ 1 2 Meng L., Wong JH, Feldman LJ, Lemaux PG, Buchanan BB Una tiorredoxina asociada a la membrana requerida para el crecimiento de las plantas se mueve de célula a célula, lo que sugiere un papel en la comunicación intercelular  //  Actas de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos de América  : revista. - 2010. - Vol. 107 , núm. 8 _ - Pág. 3900-3905 . -doi : 10.1073 / pnas.0913759107 . —PMID 20133584 . Archivado desde el original el 24 de septiembre de 2015.
  5. ↑ Arnér ES, Holmgren A. Funciones fisiológicas de la tiorredoxina y la tiorredoxina reductasa  //  Eur J Biochem : diario. - 2000. - vol. 267 , núm. 20 _ - Pág. 6102-6109 . -doi : 10.1046 / j.1432-1327.2000.01701.x . —PMID 11012661 .
  6. ↑ Entrez Gene: TXN tiorredoxina .
  7. ↑ Mustacich D., Powis G. Tiorredoxina reductasa  (ing.)  // Biochem J : diario. - 2000. - febrero ( vol. 346 , no. Pt 1 ). - P. 1-8 . -doi : 10.1042/0264-6021 : 3460001 . —PMID 10657232 .
  8. ↑ Yoshida T., Nakamura H., Masutani H., Yodoi J.  La participación de la tiorredoxina y la proteína de unión a tiorredoxina-2 en la proliferación celular y el proceso de envejecimiento  // Annals of the New York Academy of Sciences : diario. - 2005. - vol. 1055 . - P. 1-12 . -doi : 10.1196/ anals.1323.002 . — PMID 16387713 .
  9. ↑ Muller, FL, Lustgarten, MS, Jang, Y., Richardson, A. y Van Remmen, H. Tendencias en las teorías del envejecimiento oxidativo. Free Radic Biol Med 43, 477-503 (2007).
  10. ↑ Ermakov, 2005 , pág. 195.
  11. ↑ Liu Y., Min W. La tiorredoxina promueve la ubiquitinación y degradación de ASK1 para inhibir la apoptosis mediada por ASK1 de manera independiente de la actividad redox  //  Circulation Research : diario. - 2002. - junio ( vol. 90 , no. 12 ). - 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. Regulación de retroalimentación negativa de ASK1 por la proteína fosfatasa 5 (PP5) en respuesta al  estrés oxidativo  / / The EMBO Journal. - 2001. - noviembre ( vol. 20 , no. 21 ). - Pág. 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. Mammalian thiorredoxin is a direct inhibitor of apoptosis signal-regulating kinase (ASK ). ) 1  (inglés)  // EMBO J. : diario. - 1998. - mayo ( vol. 17 , n. 9 ). - Pág. 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. La región del propéptido C del colágeno humano pro alfa 1 tipo 1 interactúa con la   tiorredoxina // Comunicaciones de investigación bioquímica y biofísica : diario. - 2002. - julio ( vol. 295 , n. 3 ). - 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. La asociación directa con la tiorredoxina permite la regulación redox de la función del receptor de glucocorticoides  //  J. Biol. química  : diario. - 1999. - enero ( vol. 274 , n. 5 ). - Pág. 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 media la desumoylación inducida por TNF y translocación citoplasmática de HIPK1 para mejorar la apoptosis dependiente de ASK1  // Muerte celular y diferenciación  : revista  . - 2008. - Abril ( vol. 15 , no. 4 ). - Pág. 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. Identificación de proteína-2/vitamina de unión a tiorredoxina D (3) proteína 1 regulada al alza como regulador negativo de la función y expresión de tiorredoxina  (inglés)  // Journal of Biological Chemistry  : revista. - 1999. - julio ( vol. 274 , no. 31 ). - Pág. 21645-21650 . doi : 10.1074 / jbc.274.31.21645 . — PMID 10419473 .

Literatura