Selenoproteïna: diferència entre les revisions
Contingut suprimit Contingut afegit
m r2.7.1) (Robot afegeix: ja:セレノプロテイン |
Cap resum de modificació |
||
Línia 1:
Una '''selenoproteïna''' és un tipus de [[proteïna]] la seqüència peptídica de la qual incorpora un o més residu de [[selenocisteïna]]. En [[eucariotes]], les selenoproteïnes són comunes en diferents espècies d'animals. En [[eubacteri|bacteri]]s i [[arqueobacteris]] les selenoproteïnes són freqüents només en alguns grups filogenètics i completament absents en d'altres. Aquestes observacions s'han confirmat gràcies a tècniques bioinformàtiques que identifiquen regions que codifiquen per selenoproteïnes en el [[genoma]] de diferents espècies.
La majoria de selenoproteïnes són enzims que participen en reaccions redox, la regió activa dels quals freqüentment manté la disposició UXXC o CXXU. Les selenoproteïnes estan presents en els tres dominis de la vida: Bacteria, Archea i Eukarya. Els eucariotes tenen una distribució molt diferent de selenoproteïnes o selenoproteomes, que pot variar des de zero, en plantes i fongs, fins a més de trenta en alguns peixos i algues.
Actualment es coneixen 25 famílies de selenoproteïnes en eucariotes, tot i que segurament n’existeixen més. No obstant, el nombre de famílies de selenoproteïnes existents varia depenent de l’espècie. Per exemple, en Drosophila melanogaster hi ha 3 selenoproteïnes (SelK, SelH i SPS2), mentre que en Caenorhabditis elegans només n’hi ha 1 (Tioredoxina, també coneguda com TK).
Existeix certa variabilitat de selenoproteïnes a nivell interespecífic i, fins i tot, existeixen evidències de variacions intraespecífiques. És a dir, s’han descrit gens que, en comptes de codificar per selenocisteïna, tenen un gen homòleg amb una cisteïna. Un exemple d’aquest fet rau en el genoma de fugu on trobem una selenoproteïna, mentre que en el gen homòleg humà hi trobem una cisteïna.
A més a més, alguns organismes han perdut la maquinària necessària per la síntesis de selenoproteïnes durant l'evolució. Així doncs, els gens d’aquests organismes, en comptes de codificar per selenocisteïna tenen un gen homòleg amb una cisteïna (Cys).
===Codó UGA===
El codó que defineix la selenocisteïna és el codó stop UGA. Així doncs, ens trobem davant d’un cas únic, UGA és el primer codó que té dos significats diferents dins d’una mateixa espàcie. Per aquest motiu, les selenoproteïnes estan molt mal anotades ja que la majoria de programes assumeixen que l’UGA és un codó stop i, per tant, les selenoproteïnes no són reconegudes.
===Biosíntesis de selenoproteïnes===
La síntesis de selenoproteïnes és un procés evolutivament conservat, on el tRNA de la selenocisteïna es sintetitza a partir del tRNA de la serina, gràcies a la intervenció dels següents factors:
* SPS1 i SPS2 (Selenofosfat Syntase 1 i 2)
* eEFSec (Selenocysteine Especific Elongation factor)
* SBP2(SECIS Binding Protein 2) s'encarrega d'unir l'element SECIS i el ribosoma.
* tRNASec: tRNA específic per Selenocisteïna.
* Ribosomal protein L30: component ribosomal que també està implicat en la unió de l'element SECIS.
* Sec43p: forma part del complex format per SCP2/tRNAsec/eEFSec, peró la seva funciò exacta ès desconeguda.
* SecS (SLA/LP) (Eukaryotic Selenocysteine Syntase): converteix el Ser-tRNASec a Sec-tRNASec.
* PSTK (Phosphoseryl tRNA kinase): fosforil·la el Ser-tRNASec.
===Elements SECIS===
Existeix un mecanisme que permet saltar-se el codó stop i incorporar l’aminoàcid selenocisteïna en la cadena polipeptídica que s’està sintetitzant, l’element SECIS ''(SElenoCysteine Insertion Sequence)''.
L’element SECIS és una estructura tridimensional en forma de loop i formada per 60 nucleòtids. En eucariotes i Archea, els SECIS es localitzen en l’extrem 3’ UTR dels mRNA codificants per selenoproteïnes, mentre que en bacteris es situa downstream després del codó UGA, també en posició 3’.
En el core de l’element SECIS hi ha 4 nucleòtids conservats, la funció principal dels quals és dirigir la maquinària de traducció per tal que el codó UGA sigui reconegut com a selenocisteïna i no com un codó stop.
El procés de recodificació del codó UGA s’inicia quan l’element SECIS recluta la proteïna SBP2 (SECIS Binding Protein 2), la qual, al seu torn, recluta el factor d’elongació eEFSec. Aquest factor d’elongació és l’encarregat de portar el tRNA Sec específic amb l’aminoàcid selenocisteïna.
Finalment, el ribosoma, en comptes de finalitzar la traducció de la cadena polipeptídica perquà ha trobat un codó stop UGA, reconeix l’UGA com una selenocisteïna i continua la lectura de la cadena polipeptídica fins al següent codó stop. La base de dades SelenoDB conté algunes selenoproteïnes.
===Families de selenoproteïnes===
Actualment es coneixen unes 25 families de selenoproteïnes en organismes eucariotes.
====EhSEP2====
S’han reportat sis proteïnes que contenen seleni en Emiliania huxley, una alga dependent de seleni pel seu creixement. E. huxley té una nova via metabòlica que actua en la síntesi de selenoproteïnes i, com a tal tindrà nous tipus de selenoproteïnes i un sistema d’inserció de Sec diferent.
Es va identificar una nova selenoproteïna eucariota en E.huxley, EhSEP2. EhSEP2 és una proteïna de 27 kDa homòloga a la Proteïna Disulfite Isomerasa (PDI) i conté un domini tiorredoxina molt conservat. Aquesta està codificada per TGA però, a priori, no es va identificar cap SECIS.
L’estructura SECIS-like d’EhSEP2 s’assembla més a un element SECIS arcaic que a un eucariòtic per l’alt contingut en GC de les hèlix, les quals tindran una estructura rígida. EhSEP2 té un motiu KDEV al C terminal, que és molt semblant a la senyal de retenció en el reticle endoplasmàtic de mamífers (KDEL); això suggereix que EhSEP2 es localitza en el RE, igual que PDI. A més a més, es troba glicosilada com moltes altres PDI.
Per tant, si EhSEP2 funciona com una PDI localitzada al RE, una deficiència de seleni resultaria en una disfunció d’aquesta proteïna, causant un retràs en la maduració de les noves proteïnes sintetitzades i s’acabaria aturant la divisió cel·lular. Aquesta és una resposta raonable a perquè un organisme fotosintàtic, com E.huxley, necessita seleni.
Les proteïnes semblants a PDI solen tenir 1, 2 o 3 dominis TRX i un motiu CGHC. EhSEP2 només conté un domini TRX i, en EhSEP2, la Sec es localitza en el motiu UGHC a la posició corresponent al lloc actiu de les proteïnes PDI-like. Com que l’activitat de PDI és dependent de la reactivitat de la cisteïna N-terminal, es pot pensar que la substitució del residu cisteïna per una selenocisteïna en el lloc actiu de EhSEP2 és per augmentar l’eficiència catalítica d’aquesta PDI amb només un domini.
====Sel O====
La família SelO té homòlegs en animals, bactèries, llevats i plantes però la seva funció encara és desconeguda. Les úniques proteïnes homològues a Sel O que tenen selenocisteïna són les de vertebrats i tenen l’aminoàcid localitzat en la regió C-terminal. En humans, aquesta proteïna té una llargada de 669 aminoàcids.
En altres organismes, com en S.cerevisiae, es tracta d’una proteïna homòloga que té reemplaçada la selenocisteïna per una cisteïna i, conseqüentment, la llargada de la proteïna és de 688 aminoàcids.
Aquesta proteïna està caracteritzada per tenir SECIS atípics, en els que les citosines reemplaçen les adenosines conservades del loop apical. A més a més, conté un motiu CXXU que suggereix que aquesta proteïna podria tenir una funció redox.
Per a més informació: [[Selenoproteïna O | Sel O ]]
====Sel S====
La família SelS està formada per 189 aminoàcids en humans i 190 en porcs, tenint un pes molecular aproximat de 22kDa. En el genoma humà, el gen que la codifica s’anomena SEPS1 i es troba en el cromosoma 15 a la regió q26.3.
La SelS humana és una proteïna de membrana del reticle endoplasmàtic, que participa en la retrotranslocació de les proteïnes mal plegades cap al citosol, on seran degradades. En situacions d’estrés, l’expressió del gen SEPS1 es veu up-regulada, per tal d’evitar l’acumulació de proteïnes mal plegades, sovint relacionat amb procesos inflamatoris.
A més a més, l’up-regulació d’aquest gen també s’ha relacionat amb la privació de glucosa.
Així doncs, es conclou que SelS es troba associada a la inflamació, susceptibilitat al càncer colonorectal, malalties coronàries, artritis, diabetis, etc.
[[Categoria:Proteïnes]]
| |||