Метионин сульфоксид
| |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК
2-амино-4-(метилсульфинил)бутановая кислота
| |
| Идентификаторы | |
| |
3D model ( JSmol )
|
|
| ХимическийПаук |
|
| Информационная карта ECHA | 100.057.891 |
| Номер ЕС |
|
ПабХим CID
|
|
| НЕКОТОРЫЙ |
|
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| С 5 Н 11 Н О 3 С | |
| Молярная масса | 165.21 g·mol −1 |
| Появление | белое твердое вещество |
| Опасности | |
| СГС Маркировка : | |
| |
| Предупреждение | |
| Х315 , Х319 , Х335 | |
| P261 , P264 , P271 , P280 , P302+P352 , P304+P340 , P305+P351+P338 , P312 , P321 , P332+P313 , P337+P313 , P362 , P403+P233 , P405 , P501 | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Сульфоксид метионина представляет собой органическое соединение с формулой CH 3 S(O)CH 2 CH 2 CH(NH 2 )CO 2 H. Это аминокислота , которая встречается в природе, хотя образуется посттрансляционно.
Окисление серы метионина метионина . приводит к образованию сульфоксида метионина или сульфона Серосодержащие аминокислоты метионин и цистеин окисляются легче, чем другие аминокислоты. [ 1 ] [ 2 ] В отличие от окисления других аминокислот, окисление метионина можно обратить вспять под действием ферментов, в частности ферментов семейства ферментов метионинсульфоксидредуктазы. Три известные метионинсульфоксидредуктазы — это MsrA , MsrB и fRmsr. [ 2 ] Окисление метионина приводит к образованию смеси двух диастереомеров метионин-S-сульфоксида и метионин-R-сульфоксида, которые восстанавливаются MsrA и MsrB соответственно. [ 3 ] MsrA может восстанавливать как свободный, так и белковый метионин-S-сульфоксид, тогда как MsrB специфичен для белкового метионин-R-сульфоксида. fRmsr, однако, катализирует восстановление свободного метионин-R-сульфоксида. [ 2 ] Тиоредоксин служит для рециркуляции путем восстановления некоторых ферментов семейства метионинсульфоксидредуктазы, тогда как другие могут быть восстановлены металлотионеином . [ 4 ]
Биохимическая функция
[ редактировать ]Сульфоксид метионина (MetO), окисленная форма аминокислоты метионина (Met), с возрастом увеличивается в тканях организма, что, как полагают некоторые, способствует биологическому старению . [ 5 ] [ 6 ] Окисление остатков метионина в тканевых белках может привести к их неправильному сворачиванию или иному нарушению функций. [ 5 ] Уникально то, что группа ферментов метионинсульфоксидредуктазы (Msr) действует совместно с тиоредоксином , катализируя ферментативное восстановление и восстановление окисленных остатков метионина. [ 5 ] Более того, уровни метионинсульфоксидредуктазы А (MsrA) снижаются при старении тканей у мышей и в связи с возрастными заболеваниями у людей. [ 5 ] Таким образом, есть основания полагать, что поддержание структуры, повышение уровня или активности MsrA может замедлить скорость старения.
Действительно, трансгенные дрозофилы (дрозофилы), которые сверхэкспрессируют метионинсульфоксидредуктазу, демонстрируют увеличенную продолжительность жизни . [ 7 ] Однако эффекты сверхэкспрессии MsrA у мышей были неоднозначными. [ 8 ] MsrA обнаруживается как в цитозоле, так и в производящих энергию митохондриях организма большая часть эндогенных свободных радикалов , где вырабатывается . Трансгенное повышение уровней MsrA ни в цитозоле, ни в митохондриях не оказало существенного влияния на продолжительность жизни, оцениваемую с помощью большинства стандартных статистических тестов, и, возможно, привело к ранней смертности у мышей, специфичных для цитозоля, хотя кривые выживаемости, по-видимому, предполагают небольшое увеличение максимальной выживаемости (90%), а также анализ с использованием точного теста Бошлоо, биномиального теста, предназначенного для проверки большей экстремальной изменчивости. [ 8 ]
Окисление метионина служит переключателем, который деактивирует активность определенных белков, таких как рибосомальный белок E.coli, L12. [ 9 ] Белки с большим количеством остатков метионина имеют тенденцию существовать внутри липидного бислоя, поскольку метионин является одной из наиболее гидрофобных аминокислот. Таким образом, те остатки метионина, которые подвергаются воздействию водной среды, уязвимы для окисления. Окисленные остатки имеют тенденцию располагаться вокруг активного центра и могут блокировать доступ к этому сайту активных форм кислорода. После окисления остатки MetO восстанавливаются обратно до метионина с помощью фермента метионинсульфоксидредуктазы. Таким образом, происходит окислительно-восстановительный цикл, в котором открытые остатки метионина окисляются (например, H 2 O 2 ) до остатков сульфоксида метионина, которые впоследствии восстанавливаются. [ 10 ]
Метионин(белок)+ H 2 O 2 → Сульфоксид метионина(белок)+ H 2 O
Сульфоксид метионина(белок)+ НАДФН+Н + → Метионин(белок)+ НАДФ + +Н 2 О
См. также
[ редактировать ]- МСРА (ген)
- MSRB2 Фермент
- SEPX1 фермент
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Бин, П; Хуанг, Р; Чжоу, X (2017). «Устойчивость к окислению серных аминокислот: метионина и цистеина» . БиоМед Исследования Интернэшнл . 2017 : 9584932. doi : 10.1155/2017/9584932 . ПМК 5763110 . ПМИД 29445748 .
- ^ Jump up to: а б с Ли Б.С., Дики А., Ким Х.Ю., Гладышев В.Н. (2009). «Функции и эволюция селенопротеинметионинсульфоксидредуктазы» . Acta биохимии и биофизики (BBA) – общие предметы 1790 (11): 1471–1477. дои : 10.1016/j.bbagen.2009.04.014 . ПМК 3062201 . ПМИД 19406207 .
- ^ Ким Х.Ю., Гладышев В.Н. (2004). «Восстановление сульфоксида метионина у млекопитающих: характеристика метионин-R-сульфоксидредуктазы» . Молекулярная биология клетки . 15 (3): 1055–1064. doi : 10.1091/mbc.E03-08-0629 . ПМК 363075 . ПМИД 14699060 .
- ^ Сагер Д., Брунелл Д., Хейтманчик Дж.Ф., Канторов М., Брот Н., Вайсбах Х. (2006). «Тионеин может служить восстановителем метионинсульфоксидредуктазы» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 103 (23): 8656–8661. Бибкод : 2006PNAS..103.8656S . дои : 10.1073/pnas.0602826103 . ПМЦ 1592241 . ПМИД 16735467 .
- ^ Jump up to: а б с д Штадтман Э.Р., Ван Реммен Х., Ричардсон А., Вер Н.Б., Левин Р.Л. (2005). «Окисление метионина и старение». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Белки и протеомика . 1703 (2): 135–140. дои : 10.1016/j.bbapap.2004.08.010 . ПМИД 15680221 .
- ^ Шригарпур Р., Дэвис К.Дж. (2002). «Обмен белка протеасомой при старении и болезнях». Свободно-радикальная биология и медицина . 32 (11): 1084–1089. дои : 10.1016/S0891-5849(02)00824-9 . ПМИД 12031893 .
- ^ Руан Х., Тан XD, Чен М.Л., Джойнер М.Л., Сунь Г., Брот Н., Вайсбах Х., Хайнеманн Ш., Айверсон Л., Ву К.Ф., Хоши Т. (2002). «Качественное продление жизни с помощью фермента пептид-метионинсульфоксидредуктазы» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 99 (5): 2748–2753. Бибкод : 2002PNAS...99.2748R . дои : 10.1073/pnas.032671199 . ПМК 122419 . ПМИД 11867705 .
- ^ Jump up to: а б Салмон А.Б., Ким Дж., Лю С., Рен Дж.Д., Джорджеску С., Ричардсон А., Левин Р.Л. (декабрь 2016 г.). «Влияние экспрессии трансгенной метионинсульфоксидредуктазы А (MsrA) на продолжительность жизни и возрастные изменения метаболической функции у мышей» . Редокс Биол . 10 : 251–256. дои : 10.1016/j.redox.2016.10.012 . ПМК 5099276 . ПМИД 27821326 .
- ^ Брот, Н; Вайсбах, Л; Верт, Дж; Вайсбах, Х. (апрель 1981 г.). «Ферментативное восстановление связанного с белком сульфоксида метионина» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 78 (4): 2155–8. Бибкод : 1981PNAS...78.2155B . дои : 10.1073/pnas.78.4.2155 . ПМК 319302 . ПМИД 7017726 .
- ^ Левин, РЛ; Мосони, Л; Берлетт, бакалавр наук; Штадтман, ER (24 декабря 1996 г.). «Остатки метионина как эндогенные антиоксиданты в белках» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 93 (26): 15036–40. Бибкод : 1996PNAS...9315036L . дои : 10.1073/pnas.93.26.15036 . ПМЦ 26351 . ПМИД 8986759 .