Selenocisteína
A selenocisteína (Sec ou Se-Cys) é un aminoácido que contén selenio similar á cisteína que forma parte de varios encimas de procariotas e eucariotas (humanos incluídos), e que non pertence ao conxunto de 20 aminoácidos típicos que normalmente forman as proteínas, e considérase un aminoácido especial, que é o 21º aminoácido proteinoxénico de procariotas e eucariotas.
| Selenocisteína[1] | |
|---|---|
| |
Ácido 3-selanil-2-aminopropanoico | |
Outros nomes L-Selenocisteína; 3-Selanil-L-alanina; Selenio cisteína | |
| Identificadores | |
| Número CAS | 10236-58-5 |
| PubChem | 25076 |
| ChemSpider | 23436 |
| UNII | 0CH9049VIS |
| DrugBank | DB02345 |
| KEGG | C05688 |
| ChEBI | CHEBI:16633 |
| ChEMBL | CHEMBL109962 |
| Imaxes 3D Jmol | Image 1 |
| |
| |
| Propiedades | |
| Fórmula molecular | C3H7NO2Se |
| Masa molar | 168,05 g mol−1 |
Se non se indica outra cousa, os datos están tomados en condicións estándar de 25 °C e 100 kPa. | |
Nomenclatura editar
O comité de nomenclatura da IUPAC/IUBMB recomenda oficialmente para a selenocisteína o símbolo de tres letras Sec e o símbolo dunha letra U.[2]
Estrutura editar
A selenocisteína ten unha estrutura similar á da cisteína, pero cun átomo de selenio ocupando o lugar do xofre típico da cisteína, formando un grupo selenol, que se encontra desprotonado a pH celular (de todos modos, non se sintetiza a partir de cisteína, senón de serina). As proteínas que conteñen un ou máis residuos de selenocisteína denomínanse selenoproteínas.
Bioloxía editar
A selenocisteína comparada coa cisteína ten un pKa máis baixo (5,47) e un potencial de redución máis alto. Estas propiedades fana moi adecuada para proteínas que interveñen en actividades antioxidantes.[3]
A diferenza doutros aminoácidos presentes nas proteínas biolóxicas, a selenocisteína non está codificada directamente no código xenético.[4]. Polo contrario, está codificada dun modo especial no codón UGA, que normalmente é un codón de finalización ou stop. Este mecanismo de codificación denomínase recodificación traducional [5] e a súa eficiencia depende da selenoproteína e de factores de iniciación da tradución [6]. Cando as células crecen en ausencia de selenio, a tradución das selenoproteínas remata no codón UGA, polo que a proteína queda truncada, e o encima non é funcional. A presenza no ARNm dun elemento SECIS (Secuencia de inserción da selenocisteína ou SElenoCisteine Insertion Sequence) fai que o codón UGA pase a codificar a selenocisteína. O elemento SECIS está definido por unhas secuencias de nucleótidos características e por un determinado patrón de emparellamentos de bases na estrutura secundaria. Nas bacterias, o elemento SECIS está localizado tipicamente inmediatamente despois do codón UGA dentro do marco de lectura para a selenoproteína [7]. Nas arqueas e nos eucariotas, o elemento SECIS está na rexión non traducida 3' (ou 3' UTR) do ARNm, e pode facer que múltiples codóns UGA pasen a codificar a selenocisteína [8].
A diferenza doutros aminoácidos, non existe unha reserva libre de selenocisteína na célula. A súa alta reactividade produciría danos nas células. A célula almacena selenio nas proteínas da célula que incorporan selenocisteína ou selenometionina.[9]
A síntese da selenocisteína ten lugar nun ARNt especializado, que é tamén o que a incorpora aos polipéptidos en tradución. As estruturas primaria e secundaria do ARNt da selenocisteína ou ARNt(Sec), difire da observada nos ARNt estándar en varios aspectos, principalmente en que ten un talo aceptor de 8 pares de bases de lonxitude (nas bacterias) ou de 10 pares (nos eucariotas), unha rexión brazo de lonxitude variable, e substitucións en varias posicións de bases ben conservadas. Os ARNt da selenocisteína son cargados inicialmente con serina por acción dunha seril-ARNt ligase, pero o Ser-ARNt(Sec) resultante non se utiliza na tradución porque non é recoñecido polo factor de tradución normal (EF-Tu en bacterias, eEF1A en eucariotas). En realidade, o que ocorre é que o residuo de serina unido ao ARNt é convertido nun residuo de selenocisteína polo encima selenocisteína sintase (que contén fosfato de piridoxal). Finalmente, o Sec-ARNt(Sec) é especificamente unido a un factor de elongación traducional alternativo (SelB ou mSelB, tamén chamado eEFSec), que o cede de maneira dirixida aos ribosomas que están traducindo ARNm para selenoproteínas. A especificidade deste mecanismo de cesión depende da presenza dun dominio proteico extra (en bacterias, SelB) ou unha subunidade extra (SBP2 no mSelB/eEFSec eucariótico), que se une ás estruturas secundarias de ARN correspondentes formadas polos elementos SECIS nos ARNm de selenoproteínas.
Exemplos de encimas que conteñen selenocisteína son: glutatión peroxidases, tetraiodotironina 5' deiodinases, tiorredoxina redutases, formato deshidroxenases, glicina redutases, e algunhas hidroxenases. Hai 25 proteínas humanas coñecidas que conteñen selenocisteína (selenoproteínas).[10]
Notas editar
- ↑ Merck Index, 12th Edition, 8584
- ↑ IUPAC-IUBMB Joint Commission on Biochemical Nomenclature (JCBN) and Nomenclature Committee of IUBMB (NC-IUBMB) (1999). "Newsletter 1999". European Journal of Biochemistry 264 (2): 607–609. doi:10.1046/j.1432-1327.1999.news99.x. Arquivado dende o orixinal (reprint, with permission) o 09 de xuño de 2011. Consultado o 30 de marzo de 2012.
- ↑ BJ. Byun and YK. Kang (2011). "Conformational preferences and pK(a) value of selenocysteine residue.". Biopolymers 95 (5): 345–53. PMID 21213257. doi:10.1002/bip.21581.
- ↑ Böck A. and al. (1991). "Selenoprotein synthesis: an expansion of the genetic code.". Trends Biochem. Sci. 16: 463–467.
- ↑ Baranov P.V., Gesteland R.F. and Atkins J.F. (2002). "Recoding: translational bifurcations in gene expression.". Gene 286 (5): 187–201. PMID 11943474. doi:10.1016/S0378-1119(02)00423-7.
- ↑ J. Donovan and PR. Copeland (2010). "The efficiency of selenocysteine incorporation is regulated by translation initiation factors.". Journal of Molecular Biology 400 (4): 659–64. PMID 20488192.
- ↑ Recoding: expansion of decoding rules enriches gene expression By John F. Atkins
- ↑ MJ. Berry and al. (1993). "Functional characterization of the eukaryotic SECIS elements which direct selenocysteine insertion at UGA codons.". The EMBO Journal 12 (8): 3315–22.
- ↑ PubChem Selenomethionine (compound)
- ↑ GV. Kryukov; et al. (2003). "Characterization of mammalian selenoproteomes". Science 300 (5624): 1439–43.
Véxase tamén editar
Outros artigos editar
- Pirrolisina, outro aminoácido especial que pode aparecer nas proteínas dalgúns procariotas.
- Aminoácido proteinoxénico
Bibliografía editar
- F. Zinoni, A. Birkmann, T. C. Stadtman and A. Bock (1986). "Nucleotide sequence and expression of the selenocysteine-containing polypeptide of formate dehydrogenase (formate-hydrogen-lyase-linked) from Escherichia coli". PNAS 83 (13): 4650–4654. PMC 323799. PMID 2941757. doi:10.1073/pnas.83.13.4650.
- F. Zinoni, A. Birkmann, W. Leinfelder and A. Bock (1987). "Cotranslational insertion of selenocysteine into formate dehydrogenase from Escherichia coli directed by a UGA codon". PNAS 84 (10): 3156–3160. PMC 304827. PMID 3033637. doi:10.1073/pnas.84.10.3156.
- Boyce E. Cone, Rafael Martin Del Rio, Joe Nathan Davis, and Thressa C. Stadtman (1976). "Chemical characterization of the selenoprotein component of clostridial glycine reductase: identification of selenocysteine as the organoselenium moiety". PNAS 73 (8): 2659–63. PMC 430707. PMID 1066676. doi:10.1073/pnas.73.8.2659.