Peroxirredoxina

Peroxirredoxina

Estructura de AhpC, una peroxirredoxina 2-cisteína bacteriana de Salmonella typhimurium.
Identificadores
Símbolo AhpC-TSA
Pfam PF00578
InterPro IPR000866
SCOP 1prx
Familia OPM 139
Proteína OPM 1xvw
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Peroxirredoxina
Estructuras disponibles
PDB
 Estructuras enzimáticas
RCSB PDB, PDBe, PDBsum
Identificadores
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externos
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Número EC 1.11.1.15
Número CAS 207137-51-7
Ortólogos
Especies
Humano Ratón
PubMed (Búsqueda)
[1]


PMC (Búsqueda)
[2]
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Las peroxirredoxinas (Prxs, EC 1.11.1.15) son una ubicua familia de enzimas antioxidantes que controlan los niveles de peróxido inducido por citoquinas, y en consecuencia, median en la transducción de señales en células de mamíferos.[1]​

Clasificación

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Las peroxirredoxinas pueden ser reguladas por cambios en la fosforilación, redox y posibles estados de oligomerización.

Se dividen en tres clases:

  1. 2-Cys Prxs típica
  2. 2-Cys Prxs atípica
  3. 1-Cys Prxs.

Estas enzimas comparten el mismo mecanismo catalítico, en el que un sitio cisteína activa por redox (cisteína peroxidática), en el sitio activo es oxidada a ácido sulfénico por el peróxido sustrato.[2]​ El reciclaje del ácido sulfénico de nuevo a un tiol es lo que diferencia a estas tres clases de enzimas, las 2-Cys peroxirredoxinas se reducen por tioles como el glutatión, mientras que las enzimas 1-Cys son reducidas por el ácido ascórbico.[3]​

Mecanismo

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Utilizando estructuras cristalinas, se ha podido detallar el ciclo catalítico típico para enzimas 2-Cys Prxs, incluyendo un modelo para el estado oligomérico propuesto regulado por redox, para el control de la actividad enzimática.[4]​ La inactivación de estas enzimas por sobreoxidación del tiol activo a ácido sulfinico puede ser revertido por sulfirredoxina.[5]​ La alquil hidroperóxido reductasa (AhpC) es una enzima bacteriana responsable de la reducción de hiperóxidos orgánicos directamente a su forma reducida de ditiol.[6]​ El antioxidante específico de tiol (TSA) es un importante antioxidante que fisiológicamente constituye una defensa enzimática contra los radicales que contienen azufre.[7]​ Esta familia contiene AhpC y la TSA, así como proteínas relacionadas.

Alérgenos

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Algunas de las proteínas de esta familia son los alérgenos. Las alergias son reacciones de hipersensibilidad del sistema inmunitario a determinadas sustancias llamadas alérgenos (como el polen, las picaduras, ciertos medicamentos o alimentos) que, en la mayoría de la gente, no presentan síntomas. Un sistema de nomenclatura se ha establecido para los antígenos (alérgenos) que causan alergias atópicas mediadas por IgE en seres humanos.[8]​ Este sistema de nomenclatura se define por una designación que se compone de las tres primeras letras del género, un espacio, la primera letra del nombre de la especie; un espacio y un número árabe. En el caso de que dos especies tengan los mismos nombres de las denominaciones, se discrimina una de otra mediante la adición de una o más letras (de ser necesario) a cada una de las especies.

Importancia biológica

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La importancia fisiológica de peroxirredoxinas se ver reflejada por su abundancia relativa (una de las proteínas más abundante en los eritrocitos después de la hemoglobina es la peroxirredoxina 1), así como en estudios de ratones knockout. Los ratones que carecen de peroxirredoxina 1 o 2 desarrollan anemia hemolítica severa, y están predispuestos a ciertos tipos de cáncer hematopoiéticos. Los ratones knockout para peroxirredoxina 1 tienen una reducción del 15% de su expectativa de vida. Ratones knockout para peroxirredoxina 6 son viables y no muestran una patología obvia, pero son más sensibles a determinadas fuentes exógenas de estrés oxidativo, como hiperóxido.[9]​ Ratones knockout para peroxirredoxina 3 (de la matriz mitocondrial) son viables y no presentan ninguna patología observable.

Las peroxirredoxinas 2-Cys de plantas son post-translacionalmente dirigidos a los cloroplastos,[10]​ donde se encargan de la protección de la membrana fotosintética contra el daño fotooxidativo.[11]​ La expresión de estos genes depende de señales fotosintéticas de los cloroplastos hacia el núcleo, tales como la disponibilidad del aceptor en el fotosistema I y ABA.[12]​

Véase también

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Referencias

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  1. ↑ Rhee S, Chae H, Kim K (2005). «Peroxiredoxins: a historical overview and speculative preview of novel mechanisms and emerging concepts in cell signaling». Free Radic Biol Med 38 (12): 1543-52. PMID 15917183. doi:10.1016/j.freeradbiomed.2005.02.026. 
  2. ↑ Claiborne A, Yeh J, Mallett T, Luba J, Crane E, Charrier V, Parsonage D (1999). «Protein-sulfenic acids: diverse roles for an unlikely player in enzyme catalysis and redox regulation». Biochemistry 38 (47): 15407-16. PMID 10569923. doi:10.1021/bi992025k. 
  3. ↑ Monteiro G, Horta BB, Pimenta DC, Augusto O, Netto LE (2007). «Reduction of 1-Cys peroxiredoxins by ascorbate changes the thiol-specific antioxidant paradigm, revealing another function of vitamin C». Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104 (12): 4886-91. PMID 17360337. doi:10.1073/pnas.0700481104. 
  4. ↑ Wood Z, Schröder E, Robin Harris J, Poole L (2003). «Structure, mechanism and regulation of peroxiredoxins». Trends Biochem Sci 28 (1): 32-40. PMID 12517450. doi:10.1016/S0968-0004(02)00003-8. 
  5. ↑ Jönsson TJ, Lowther WT (2007). «The peroxiredoxin repair proteins». Sub-cellular biochemistry 44: 115-41. PMC 2391273. PMID 18084892. doi:10.1007/978-1-4020-6051-9_6. 
  6. ↑ Poole L (2005). «Bacterial defenses against oxidants: mechanistic features of cysteine-based peroxidases and their flavoprotein reductases». Arch Biochem Biophys 433 (1): 240-54. PMID 15581580. doi:10.1016/j.abb.2004.09.006. 
  7. ↑ Chae H, Rhee S (1994). «A thiol-specific antioxidant and sequence homology to various proteins of unknown function». Biofactors 4 (3-4): 177-80. PMID 7916964. 
  8. ↑ WHO/IUIS Allergen Nomenclature Subcommittee King T.P., Hoffmann D., Loewenstein H., Marsh D.G., Platts-Mills T.A.E., Thomas W. Bull. World Health Organ. 72:797-806(1994)
  9. ↑ Muller, F. L., Lustgarten, M. S., Jang, Y., Richardson, A. and Van Remmen, H. (2007) Trends in oxidative aging theories. Free Radic. Biol. Med. 43, 477-503
  10. ↑ Baier, M. and Dietz K-J (1997) The plant 2-Cys peroxiredoxin BAS1 is a nuclear-encoded chloroplast protein: its expressional regulation, phylogenetic origin, and implications for its specific physiological function in plants. The Plant Journal 12, 179-190
  11. ↑ Baier, M. and Dietz K-J (1999) protective function of chloroplast 2-Cysteine peroxiredoxin in photosynthesis. Evidence from transgenic Arabidopsis. Plant Physiology 119, 1407-1414
  12. ↑ Baier, M., Stroeher, E. and Dietz K-J (1997) The acceptor availability at photosystem I and ABA control nuclear expression of 2-Cys peroxiredoxin-A in Arabidopsis thaliana. Plant Cell Physiol. 45, 997-1006