Тиоредоксин редуктазалары: құрылысы, функциясы және медицинадағы қолданысы
Thioredoxin reductase
Тиоредоксин редуктаза ферменттері – Trx тотығуын қалпына келтіреді. Бактериялар мен жануарларда 2 классы бар. Флавопротеиндер, димерлер, FAD тобын қамтиды.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Тиоредоксин редуктазалар (TR, TrxR) – тиоредоксинді (Trx) тотығуын төмендететін ферменттер класы. Тиоредоксин редуктазаның екі класы анықталған: біреуі бактерияларда және кейбір эукариоттарда, екіншісі – жануарларда. Бактерияларда TrxR, NrdH деп аталатын глютаредоксинге ұқсас ақуыздардың тотығуын төмендетуге де катализдейді. Екі кластың да құрамында гомодимерлер ретінде жұмыс істейтін флавопротеиндер бар. Әрбір мономерде FAD протездік тобы, NADPH байланысатын домен және тотығу-тотықсыздануға белсенді дисульфидтік байланысы бар белсенді орын орналасқан.
Class of enzymes
Thioredoxin reductases (TR, TrxR) are enzymes that reduce thioredoxin (Trx). Two classes of thioredoxin reductase have been identified: one class in bacteria and some eukaryotes and one in animals. In bacteria TrxR also catalyzes the reduction of glutaredoxin like proteins known as NrdH. Both classes are flavoproteins which function as homodimers. Each monomer contains a FAD prosthetic group, a NADPH binding domain, and an active site containing a redox active disulfide bond.
Ұяшықтық рөлі
ТИОРЕДОКСИН РЕДУКТАЗДАРЫ – тиоредоксиннің тотығуын катализдейтін ферменттер. Trx жүйесі барлық тірі жасушаларда кездеседі және оның эволюциялық тарихы ДНК-мен генетикалық материал ретінде, оттегі метаболизмінен туындаған тотығу зақымдарынан қорғанумен және сутек пероксиді және азот оксиді сияқты молекулаларды қолданатын редокс сигналдаумен байланысты.
Thioredoxin reductases are enzymes that catalyze the reduction of thioredoxin The Trx system exists in all living cells and has an evolutionary history tied to DNA as a genetic material, defense against oxidative damage due to oxygen metabolism, and redox signaling using molecules like hydrogen peroxide and nitric oxide.
Е. coli
E. coli ThxR-де FAD және NADPH домендерінің кеңістіктік орналасуы FAD және NADPH-ның тотығу-тотықсыздануға қабілетті сақиналарының бір-біріне тым жақын болмауына себеп болады. E. coli-дегі белсенді орынның сақталған аминқышқылдары Cys Ala Thr Cys болып табылады. Mafireyi TrxR-ді анықтау үшін қолданылған алғашқы диселенидтік зондты синтездеді. Басқа анықтау әдістері иммунологиялық техникалар және селеноцистин тиоредоксин редуктазасының (SC TR) талдауы (SC TR талдауы) болып табылады.
In E. coli ThxR the spatial orientation of the FAD and NADPH domains are such that the redox active rings of FAD and NADPH are not in close proximity to each other. The conserved active site residues in E. coli are Cys Ala Thr Cys Mafireyi synthesized the first diselenide probe that was applied in the detection of TrxR. Other detection methods include immunological techniques and the selenocystine thioredoxin reductase assay (SC TR assay).
Қатерлі ісікпен емдеу
Бұл ферменттің белсенділігі жасушалардың өсуі мен тіршілік етуі үшін өте маңызды болғандықтан, ол ісікке қарсы терапия үшін жақсы нысана болып табылады. Бұдан әрі, бұл фермент бірнеше түрдегі қатерлі ісіктерде, оның ішінде қатерлі мезотелиомада жоғарылатылған. Мысалы, мотексафин гадолиний (MGd) – ісік жасушаларын іріктеп, тиоредоксин редуктазасы мен рибонуклеотид редуктазасын тежеу арқылы жасушалардың өліміне және апоптозға алып келетін жаңа химиотерапиялық препарат.
Since the activity of this enzyme is essential for cell growth and survival, it is a good target for anti tumor therapy. Furthermore, the enzyme is upregulated in several types of cancer, including malignant mesothelioma. For example, motexafin gadolinium (MGd) is a new chemotherapeutic agent that selectively targets tumor cells, leading to cell death and apoptosis via inhibition of thioredoxin reductase and ribonucleotide reductase.
Кардиомиопатия
Дилатациялық кардиомиопатия (ДКМ) жүрек жеткіліксіздігінің (конктивтік жүрек жеткіліксіздігі) жиі кездесетін диагнозы болып табылады. Тиоредоксин редуктазалары – жасушалық тотығу-тотықсыздану тепе-теңдігін реттеу және митохондриядағы окистендіруші фосфорилендіру нәтижесінде түзілетін реактивті оттегі түлерінің зиянын азайту үшін қажетті маңызды ақуыздар. Тышқандарда митохондриялық TrxR2 инактивациясы қарынша қабырғаларының жұқаруына және жаңа туған шағалалардың өліміне алып келеді.
Dilated cardiomyopathy (DCM) is a common diagnosis in cases of congestive heart failure. Thioredoxin reductases are essential proteins for regulating cellular redox balance and mitigating the damage caused by reactive oxygen species generated via oxidative phosphorylation in the mitochondria. Inactivation of mitochondrial TrxR2 in mice results in thinning of the ventricular heart walls and neonatal death.
Антибиотиктер
Жақында жүргізілген зерттеулер төмен молекулалық салмақты тиоредоксин редуктазаның жаңа антибиотиктердің (мысалы, ауранофин немесе Эбселен) мақсаты болуы мүмкін екенін көрсетті. Бұл әсіресе Mycobacterium Haemophilum үшін маңызды, сондай-ақ антибиотикке резистентті бактерияларға қарсы қолданылуы мүмкін.
There has recently been some research to show that low molecular weight thioredoxin reductase could be a target for novel antibiotics (such as auranofin or Ebselen.) This is especially true for Mycobacterium Haemophilum, and could be used for antibiotic resistant bacteria.