Фитохелатин
Фитохелатины представляют собой , вырабатываемые олигомеры глутатиона ферментом фитохелатинсинтазой. Они обнаружены в растениях , грибах , нематодах и всех группах водорослей , включая цианобактерии . Фитохелатины действуют как хелаторы и важны для детоксикации тяжелых металлов . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Они обозначаются сокращенно от PC2 до PC11.
Мутантный Arabidopsis thaliana, лишенный фитохелатсинтазы, очень чувствителен к кадмию , но он растет так же хорошо, как и растение дикого типа , при нормальных концентрациях цинка и меди, двух незаменимых ионов металлов, что указывает на то, что фитохелатин участвует только в устойчивости к отравлению металлами. [ 4 ]
Поскольку фитохелатсинтаза использует глутатион с заблокированной тиоловой группой при синтезе фитохелатина, присутствие ионов тяжелых металлов, которые связываются с глутатионом, заставляет фермент работать быстрее. Следовательно, количество фитохелатина увеличивается, когда клетка нуждается в большем количестве фитохелатина для выживания в среде с высокими концентрациями ионов металлов. [ 5 ]
Фитохелатин связывается с ионами Pb, что приводит к секвестрации ионов Pb в растениях и, таким образом, служит важным компонентом механизма детоксикации в растениях. [ 6 ] Фитохелатин, по-видимому, транспортируется в вакуоли растений, так что переносимые им ионы металлов надежно сохраняются вдали от белков цитозоля . [ 4 ]
Родственные пептиды
[ редактировать ]Существуют группы других пептидов со структурой, сходной с фитохелатином, но в которых последняя аминокислота не является глицином: [ 4 ] [ 7 ]
| Тип | Структура | Был найден в | Предшественник |
|---|---|---|---|
| Фитохелатин | (γGlu-Cys) n -Gly | многие организмы | Глутатион |
| Гомофитохелатины | (γGlu-Cys) n -Ala | бобовые | Гомоглутатион |
| Десглицин фитохелатин | (γGlu-Cys) n | кукуруза , дрожжи | |
| Гидроксиметил-фитохелатин | (γGlu-Cys) n -Ser | травы | Гидроксиметилглутатион |
| изо-фитохелатин (Glu) | (γGlu-Cys) n -Glu | кукуруза | Глутамилцистеинилглутамат |
| изо-фитохелатин (Gln) | (γGlu-Cys) n -Gln | хрен |
История
[ редактировать ]Фитохелатин был впервые обнаружен в 1981 году в делящихся дрожжах . [ 8 ] [ 9 ] и был назван кадистином. [ 10 ] Затем в 1985 году он был обнаружен у высших растений и получил название фитохелатин. В 1989 году был открыт биосинтетический фермент фитохелатсинтаза. [ 7 ]
См. также
[ редактировать ]- Фаркас, Этелка; Бульо, Питер (2017). «Глава 8. Комплексы свинца (II) аминокислот, пептидов и других родственных лигандов, представляющих биологический интерес». В Астрид, С.; Хельмут, С.; Сигел, RKO (ред.). Свинец: его влияние на окружающую среду и здоровье . Ионы металлов в науках о жизни. Том. 17. де Грюйтер. стр. 201–240. дои : 10.1515/9783110434330-008 . ПМИД 28731301 . стр. 228–230
- Дуналиэлла
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Сук-Бонг Ха; Аарон П. Смит; Росс Хауден; Венди М. Дитрих; Сара Багг; Мэтью Дж. О'Коннелл; Питер Б. Голдсбро и Кристофер С. Коббетт (1999). «Гены фитохелатсинтазы Arabidopsis и дрожжей Schizosaccharomyces pombe » . Растительная клетка . 11 (6): 1153–1164. дои : 10.1105/tpc.11.6.1153 . ПМЦ 144235 . ПМИД 10368185 . Проверено 13 января 2014 г.
- ^ Елена Константиновна Ватаманюк; Элизабет А. Бучер; Джеймс Т. Уорд; Филип А. Ри (2001). «Новый путь детоксикации тяжелых металлов у животных: фитохелатсинтаза необходима для толерантности к кадмию у Caenorhabditis elegans » . Ж. Биол. хим. 276 (24): 20817–20. дои : 10.1074/jbc.C100152200 . ПМИД 11313333 .
- ^ Страница базы данных InterPro по фитохелатинсинтазе. [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Jump up to: а б с Бьюкенен; Грюиссем; Джонс (2000). Биохимия и молекулярная биология растений (1-е изд.). Американское общество физиологии растений.
- ^ ОК Ватаманюк; С. Мэри; Ю. Лу и П.А. Ри (2000). «Механизм активации фитохелатин (ПК) синтазы ионами тяжелых металлов» . Ж. Биол. хим. 275 (40): 31451–31459. дои : 10.1074/jbc.M002997200 . ПМИД 10807919 .
- ^ Дхармендра К. Гупта; Хуанган Хуан; Франсиско Дж. Корпас (2013). «Толерантность к свинцу у растений: стратегии фиторемедиации». Международное исследование наук об окружающей среде и загрязнении окружающей среды . 20 : 1–2. дои : 10.1007/s11356-013-1485-4 . ПМИД 23338995 .
- ^ Jump up to: а б Масахиро Иноухе (2005). «Фитохелатины» . Бразильский журнал физиологии растений . 17 : 65–78. дои : 10.1590/S1677-04202005000100006 .
- ^ Мурасуги, Акира; Вада, Чиаки; Хаяси, Юкимаса (1981). «Кадмий-связывающий пептид, индуцированный делящимися дрожжами, Schizosaccharomyces pombe ». Дж. Биохим . 90 (5): 1561–1564. doi : 10.1093/oxfordjournals.jbchem.a133627 . ПМИД 7338524 .
- ^ Мурасуги, Акира; Вада, Чиаки; Хаяси, Юкимаса (1981). «Очистка и уникальные свойства в УФ- и КД-спектрах Cd-связывающего пептида 1 из Schizosaccharomyces pombe ». Biochem. Biophys. Res. Commun . 103 (3): 1021–1028. doi : 10.1016/0006-291X(81)90911 -6 .
- ^ Кондо, Наото; Имаи, Кунио; Исобе, Минору; Гото, Тосио; Мурасуги, Акира; Вада-Накагава, Тиаки; Хаяси, Юкимаса (1984). «Кадистин А и В, пептиды основных звеньев, включающие кадмий-связывающие пептиды, индуцированные делящимися дрожжами — разделение, ревизия структур и синтез». Тетраэдр Летт . 25 (35): 3869–3872. дои : 10.1016/S0040-4039(01) 91190-6