Металотионеин
| Металотионеинска суперфамилија (биљке) | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| |||||
| Бета-Е-домен пшеничног Ец-1 металотионеина везаног за јене цинка. Цистеини су обојени жуто, а цинк пурпурно. (PDB: 2КАК)[1] | |||||
| Идентификатори | |||||
| Симбол | Металлотхионеин_сфам | ||||
| Пфам | ПФ00131 | ||||
| ИнтерПро | ИПР003019 | ||||
| |||||
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Металотионеини (МТ) су фамилија цистеином богатих протеина мале молекулске тежине (МW у опсегу од 500 до 14000 Да). Они су локализовани у мембрани Голђијевог апарата. Металотионеини имају способност везивања физиолошких (као што су цинк, бакар, селенијум) и ксенобиотичких (нпр. кадмијум, жива, сребро, арсен) тешких метала помоћу тиолних група својих цистеинских остатака, који представљају скоро 30% њихових конституентних аминокиселинских остатака.[2]
Металотионеине су открили 1957. године Вали и Маргош из пречишћеног протеина који везује Cd из коњског реналног кортекса.[3] Металотионеин имају важну улогу у заштити против металне токсичности и оксидативног стреса, и учествују у регулацији концентрације цинка и бакра.[4] Постоје четири главне изоформе које су изражене код људи (фамилија 1, погледајте табелу испод): МТ1 (подтипови А, Б, Е, Ф, Г, Х, L, M, X), МТ2, МТ3, и МТ4. У људском телу, велике количине су синтетисане првенствено у јетри и бубрезима. Њихова продукција је зависна од доступности дијетарних минерала као што су цинк, бакар, и селенијум, као и аминокиселина хистидин и цистеин.
Структура и класификација[уреди | уреди извор]
Металотионеини су присутни у огромном опсегу таксономских група, од прокариота (као што је цијанобактерија Synechococcus sp.), протозоа (као што је цилијатни род Tetrahymena), биљки (нпр. Pisum sativum, Triticum durum, Zea mays, или Quercus suber), квасаца (нпр. Saccharomyces cerevisiae или Candida albicans), бескичмењака (као што је нематод Caenorhabditis elegans, инсект Drosophila melanogaster, мекушац Mytilus edulis, или бодљокожац Strongylocentrotus purpuratus) и кичмењака (као што је кокошка Gallus gallus, или сисари Homo sapiens или Mus musculus).
Металотионеини са овог великог таксономског распона представљају низ високо хетерогених секвенци (у погледу молекулске тежине, као и броја и дистрибуције Cys остатака) и они не испољавају општу хомологију. Упркос тога хомологија је нађена унутар појединих таксономских група (као што су кичмењачки МТ молекули).
На основу њихове примарне структуре, металотионеини су били класификовани на различите начине. Први датира из 1987, кад су Фаулер ет ал., успоставили три МТ класе: Класа I, обухвата аналоге који су хомологни са коњским МТ, Класа II, обухвата преостале МТ који нису хомологни са коњским МТ, и Класа III обухвата фитохелатине, цистеином богате ензиматски синтетисане пептиде.
Другу класификацију су извршили Бинз и Каги 2001. године, и она узима у обзир таксономске параметре и обрасце дистрибуције цистеинских остатака дуж МТ секвенце. Исход ове класификације је сет од 15 МТ фамилија. Фамилија 15 садржи биљне металотионеине, које су 2002. били даље класификовани Кобет и Голдсбра у 4 типа (1, 2, 3 и 4) у зависности од дистрибуције њихових цистеинских остатака и региона у којима нема цистеина (званих размакнице), који су карактеристични за биљне металотионеине.
Табела која обухвата главне аспекте две последње класификације.
| Фамилија | Име | Образац секвенце | Пример |
|---|---|---|---|
| 1 | Кичмењаци | K-x(1,2)-C-C-x-C-C-P-x(2)-C | Mus musculus MT1 MDPNCSCTTGGSCACAGSCKCKECKCTSCKKCCSCCPVGCAKCAQGCVCKGSSEKCRCCA |
| 2 | Мекушци | C-x-C-x(3)-C-T-G-x(3)-C-x-C-x(3)-C-x-C-K | Mytilus edulis 10MTIV MPAPCNCIETNVCICDTGCSGEGCRCGDACKCSGADCKCSGCKVVCKCSGSCACEGGCTGPSTCKCAPGCSCK |
| 3 | Ракови | P-[GD]-P-C-C-x(3,4)-C-x-C | Homarus americanus MTH MPGPCCKDKCECAEGGCKTGCKCTSCRCAPCEKCTSGCKCPSKDECAKTCSKPCKCCP |
| 4 | Бодљокошци | P-D-x-K-C-V-C-C-x(5)-C-x-C-x(4)-C-C-x(4)-C-C-x(4,6)-C-C | Strongylocentrotus purpuratus SpMTA MPDVKCVCCKEGKECACFGQDCCKTGECCKDGTCCGICTNAACKCANGCKCGSGCSCTEGNCAC |
| 5 | Двокрилци | C-G-x(2)-C-x-C-x(2)-Q-x(5)-C-x-C-x(2)D-C-x-C | Drosophila melanogaster MTNB MVCKGCGTNCQCSAQKCGDNCACNKDCQCVCKNGPKDQCCSNK |
| 6 | Нематоде | K-C-C-x(3)-C-C | Caenorhabditis elegans MT1 MACKCDCKNKQCKCGDKCECSGDKCCEKYCCEEASEKKCCPAGCKGDCKCANCHCAEQKQCGDKTHQHQGTAAAH |
| 7 | Трепљари | x-C-C-C-x ? | Tetrahymena thermophila MTT1 MDKVNSCCCGVNAKPCCTDPNSGCCCVSKTDNCCKSDTKECCTGTGEGCKCVNCKCCKPQANCCCGVNAKPCCFDPNSGCCCVSKTNNCCKSD TKECCTGTGEGCKCTSCQCCKPVQQGCCCGDKAKACCTDPNSGCCCSNKANKCCDATSKQECQTCQCCK |
| 8 | Гљивични 1 | C-Г-C-С-x(4)-C-x-C-x(3,4)-C-x-C-С-x-C | Neurospora crassa MT MGDCGCSGASSCNCGSGCSCSNCGSK |
| 9 | Гљивични 2 | --- | Candida glabrata MT2 MANDCKCPNGCSCPNCANGGCQCGDKCECKKQSCHGCGEQCKCGSHGSSCHGSCGCGDKCECK |
| 10 | Гљивични 3 | --- | Candida glabrata MT2 MPEQVNCQYDCHCSNCACENTCNCCAKPACACTNSASNECSCQTCKCQTCKC |
| 11 | Гљивични 4 | C-X-К-C-x-C-x(2)-C-К-C | Yarrowia lipolytica MT3 MEFTTAMLGASLISTTSTQSKHNLVNNCCCSSSTSESSMPASCACTKCGCKTCKC |
| 12 | Гљивични 5 | --- | Saccharomyces cerevisiae CUP1 MFSELINFQNEGHECQCQCGSCKNNEQCQKSCSCPTGCNSDDKCPCGNKSEETKKSCCSGK |
| 13 | Гљивични 6 | --- | Saccharomyces cerevisiae CRS5 TVKICDCEGECCKDSCHCGSTCLPSCSGGEKCKCDHSTGSPQCKSCGEKCKCETTCTCEKSKCNCEKC |
| 14 | Прокариоте | K-C-A-C-x(2)-C-L-C | Synechococcus sp SmtA MTTVTQMKCACPHCLCIVSLNDAIMVDGKPYCSEVCANGTCKENSGCGHAGCGCGSA |
| 15 | Биљке | [YFH]-x(5,25)-C-[SKD]-C-[GA]-[SDPAT]-x(0,1)-C-x-[CYF] | |
| 15.1 | Биљни МТ тип 1 | C-X-C-X(3)- C-X-C-X(3)- C-X-C-X(3)-spacer-C-X-C-X(3)- C-X-C-X(3)- C-X-C-X(3) | Pisum sativum MT MSGCGCGSSCNCGDSCKCNKRSSGLSYSEMETTETVILGVGPAKIQFEGAEMSAASEDGGCKCGDNCTCDPCNCK |
| 15.2 | Биљни МТ тип 2 | C-C-X(3)-C-X-C-X(3)- C-X-C-X(3)- C-X-C-X(3)-spacer- C-X-C-X(3)- C-X-C-X(3)- C-X-C-X(3) | Lycopersicon esculentum MT MSCCGGNCGCGSSCKCGNGCGGCKMYPDMSYTESSTTTETLVLGVGPEKTSFGAMEMGESPVAENGCKCGSDCKCNPCTCSK |
| 15.3 | Биљни МТ тип 3 | --- | Arabidopsis thaliana MT3 MSSNCGSCDCADKTQCVKKGTSYTFDIVETQESYKEAMIMDVGAEENNANCKCKCGSSCSCVNCTCCPN |
| 15.4 | Биљни МТ тип 4 или Ец | C-x(4)-C-X-C-X(3)-C-X(5)-C-X-C-X(9,11)-HTTCGCGEHC-X-C-X(20)-CSCGAXCNCASC-X(3,5) | Triticum aestivum MT MGCNDKCGCAVPCPGGTGCRCTSARSDAAAGEHTTCGCGEHCGCNPCACGREGTPSGRANRRANCSCGAACNCASCGSTTA |
| 99 | Фитохелатини и други непротеиногени МТ | --- | Schizosaccharomyces pombe γEC-γEC-γECG |
Више података о овој класификацији је доступно на Expasy страници о металотионеинима.[5]
Референце[уреди | уреди извор]
- ^ PDB: 2КАК; Пероза ЕА, Сцхмуцки Р, Гüнтерт П, Фреисингер Е, Зербе О (март 2009). „Тхе бета(Е)-домаин оф wхеат Е(ц)-1 металлотхионеин: а метал-биндинг домаин wитх а дистинцтиве струцтуре”. Ј. Мол. Биол. 387 (1): 207—18. ПМИД 19361445. дои:10.1016/ј.јмб.2009.01.035.
- ^ Сигел Х, Сигел А, ур. (2009). Металлотхионеинс анд Релатед Цхелаторс (Метал Ионс ин Лифе Сциенцес). Метал Ионс ин Лифе Сциенцес. 5. Цамбридге, Енгланд: Роyал Социетy оф Цхемистрy. ИСБН 1-84755-899-2.
- ^ Маргосхес M, Валлее БЛ (1957). „А цадмиум протеин фром еqуине киднеy цортеx”. Јоурнал оф тхе Америцан Цхемицал Социетy. 79 (17): 4813—4814. дои:10.1021/ја01574а064.
- ^ Фелизола СЈ, Накамура Y, Арата Y, Исе К, Сатох Ф, Раинеy WЕ, Мидорикаwа С, Сузуки С, Сасано Х (2014). „Металлотхионеин-3 (МТ-3) ин тхе хуман адренал цортеx анд итс дисордерс”. Ендоцрине Патхологy. 25 (3): 229—235. ПМИД 24242700. дои:10.1007/с12022-013-9280-9.
- ^ „Металлотхионеинс: цлассифицатион анд лист оф ентриес”. www.унипрот.орг.
Литература[уреди | уреди извор]
- Сигел Х, Сигел А, ур. (2009). Металлотхионеинс анд Релатед Цхелаторс (Метал Ионс ин Лифе Сциенцес). Метал Ионс ин Лифе Сциенцес. 5. Цамбридге, Енгланд: Роyал Социетy оф Цхемистрy. ИСБН 1-84755-899-2.
- Цхериан МГ, Јаyасурyа А, Баy БХ (децембар 2003). „Металлотхионеинс ин хуман туморс анд потентиал ролес ин царциногенесис”. Мутат. Рес. 533 (1–2): 201—9. ПМИД 14643421. дои:10.1016/ј.мрфммм.2003.07.013.