Селенопротеи́ны — белки , содержащие один или несколько остатков селеносодержащей аминокислоты селеноцистеина (Se-Cys). Среди селенопротеинов, чьи функции описаны, имеется 5 глутатионпероксидаз и 3 , которые содержат только один остаток селеноцистеина . является наиболее обычным селенопротеином плазмы крови . Его структура несколько необычна, поскольку у человека он содержит 10 остатков селеноцистеина, которые сгруппированы в 2 домена : один — длинный — домен, расположенный N-конце поли пептидной цепи, содержит 1 остаток селеноцистеина, второй — короткий — находится на С-конце и включает 9 остатков селеноцистеина. Длинный домен, вероятно, является ферментативным доменом, а короткий предположительно отвечает за безопасный транспорт чрезвычайно химически активного селена по организму .

Распространение

Селенопротеины обнаружены у представителей всех трёх доменов: эукариот , архей и бактерий . Из эукариот селенопротеины довольно обычны для животных , однако редки или вовсе отсутствуют у представителей других царств (один селенопротеин был выделен из зелёной водоросли хламидомонады , однако у других растений и грибов этого сделать не удалось). У бактерий и архей селенопротеины имеются лишь у некоторых филогенетических групп, у большинства же они полностью отсутствуют. Эти заключения были сделаны на основе секвенирования и анализа целых геномов , который показал наличие или отсутствие главных и вспомогательных генов , ответственных за синтез селенопротеинов в соответствующем организме.

Типы

Помимо селеноцистеинсодержащих селенопротеинов, известен ряд бактериальных селенопротеинов, в которых атом селена связан нековалентно . Считается, что большая часть этих белков содержит селенидовый лиганд к кофактору в своих активных центрах . К таким белкам относится , а также . Селен также может включаться в состав модифицированных азотистых оснований в тРНК (в виде 2-селено-5-метиламинометил- уридина ).

Наконец, селен может содержаться в белках в составе аминокислоты селенометионина , которая иногда случайным образом заменяет метионин . Белки, содержащие такой неспецифически вставленный селенометионин, не считаются селенопротеинами. Однако замена всех остатков метионина на остатки селенометионина широко используется для решения рентгеноструктурного анализа , который используется для определения пространственной структуры белков. В то время как замена метионина на селенометионин не влечёт за собой серьёзных последствий (по крайней мере, у бактерий), неспецифическая вставка селеноцистеина на место цистеина является крайне токсичной. Это, возможно, объясняет наличие достаточно сложного пути биосинтеза селеноцистеина и его вставки в селенопротеин, который позволяет избежать существования свободных аминокислот в качестве промежуточных соединений. Поэтому, даже если селеноцистеинсодержащий селенопротеин попадает в организм с пищей, то, чтобы использоваться как источник селена, селеноцистеин должен сначала разложиться, потом синтезируется новый селеноцистеин и уже включается в селенопротеин.

Клиническое значение

Селен — жизненно важный элемент для животных, в том числе человека. К настоящему моменту было описано около 25 различных селеноцистеинсодержащих селенопротеинов в клетках и тканях человека. Поскольку нехватка селена лишает клетку способности синтезировать селенопротеины, эффекты, связанные с недостаточным потреблением селена, обусловлены отсутствием в организме одного или более специфических селенопротеинов. Действительно, было установлено, что три селенопротеина, , и , являются необходимыми для мышей. С другой стороны, слишком большое количество селена в пище имеет токсические эффекты и вызывает отравление. Порог между необходимой и токсичной концентрациями селена достаточно узок.

Примеры

К человеческим селенопротеинам относят:

• Иодтирониндеиодиназы 1—3: , ,
• Глутанионпероксидазы: , , , ,
• Селенопротеины: SelH, SelI, SelK, SelM, SelN, SelO, SelP, SelR, SelS, SelT, SelV, SelW,
• Селенофосфатсинтетаза 2 (SPS2)
• Тиоредоксинредуктазы 1—3: , ,

Примечания

Литература

• G. V. Kryukov, S. Castellano, S. V. Novoselov, A. V. Lobanov, O. Zehtab, R. Guigó, and V. N. Gladyshev. Characterization of mammalian selenoproteomes (англ.) // Science. — 2003. — Vol. 300 , no. 5624 . — P. 1439—1443 . — doi : . — .
• Gregory V. Kryukov and Vadim N. Gladyshev. The prokaryotic selenoproteome (англ.) // (англ.) ( : journal. — 2004. — Vol. 5 , no. 5 . — P. 538—543 . — doi : . — . — PMC .
• Matilde Maiorino, Valentina Boselloa, Fulvio Ursinia, Carlo Forestab, Andrea Garollab, Margherita Scapina, Helena Sztajerc, and Leopold Flohé. Genetic variations of gpx-4 and male infertility in humans (англ.) // (англ.) ( : journal. — 2003. — Vol. 68 , no. 4 . — P. 1134—1141 . — doi : . — .