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Articulo de referencia

sulfóxido de metionina

El sulfóxido de metionina es el compuesto orgánico con la fórmula CH 3 S(O)CH 2 CH 2 CH(NH 2 )CO 2 H. Es un aminoácido que se encuentra de forma natural, aunque se forma postrad...

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El sulfóxido de metionina es el compuesto orgánico con la fórmula CH 3 S(O)CH 2 CH 2 CH(NH 2 )CO 2 H. Es un aminoácido que se encuentra de forma natural, aunque se forma postraduccionalmente .

La oxidación del azufre de la metionina produce metionina sulfóxido o metionina sulfona . Los aminoácidos que contienen azufre, metionina y cisteína, se oxidan más fácilmente que los demás aminoácidos. [ 1 ] [ 2 ] A diferencia de la oxidación de otros aminoácidos, la oxidación de la metionina puede revertirse mediante acción enzimática, específicamente por enzimas de la familia de la metionina sulfóxido reductasa. Las tres metionina sulfóxido reductasas conocidas son MsrA , MsrB y fRmsr. [ 2 ] La oxidación de la metionina produce una mezcla de los dos diastereómeros metionina-S-sulfóxido y metionina-R-sulfóxido, que son reducidos por MsrA y MsrB, respectivamente. [ 3 ] MsrA puede reducir tanto la metionina-S-sulfóxido libre como la unida a proteínas, mientras que MsrB es específica para la metionina-R-sulfóxido unida a proteínas. Sin embargo, fRmsr cataliza la reducción de la metionina-R-sulfóxido libre. [ 2 ] La tiorredoxina sirve para reciclar mediante reducción algunas de las enzimas de la familia de la metionina sulfóxido reductasa, mientras que otras pueden ser reducidas por la metalotioneína . [ 4 ]

Función bioquímica

El sulfóxido de metionina (MetO), la forma oxidada del aminoácido metionina (Met), aumenta con la edad en los tejidos corporales, lo que algunos creen que contribuye al envejecimiento biológico . [ 5 ] [ 6 ] La oxidación de los residuos de metionina en las proteínas tisulares puede causar que se plieguen incorrectamente o que se vuelvan disfuncionales. [ 5 ] De manera singular, el grupo de enzimas metionina sulfóxido reductasa (Msr) actúa con la tiorredoxina para catalizar la reducción enzimática y la reparación de los residuos de metionina oxidados. [ 5 ] Además, los niveles de metionina sulfóxido reductasa A (MsrA) disminuyen en los tejidos envejecidos en ratones y en asociación con enfermedades relacionadas con la edad en humanos. [ 5 ] Por lo tanto, hay una razón para pensar que al mantener la estructura, los niveles o la actividad aumentados de MsrA podrían retrasar la tasa de envejecimiento.

De hecho, las moscas de la fruta transgénicas ( Drosophila ) que sobreexpresan la metionina sulfóxido reductasa muestran una mayor longevidad . [ 7 ] Sin embargo, los efectos de la sobreexpresión de MsrA en ratones fueron ambiguos. [ 8 ] MsrA se encuentra tanto en el citosol como en las mitocondrias productoras de energía , donde se produce la mayor parte de los radicales libres endógenos del cuerpo . El aumento transgénico de los niveles de MsrA en el citosol o en las mitocondrias no tuvo un efecto significativo en la longevidad evaluada mediante la mayoría de las pruebas estadísticas estándar, y posiblemente haya provocado muertes prematuras en los ratones con expresión específica en el citosol, aunque las curvas de supervivencia parecían sugerir un ligero aumento en la supervivencia máxima (90%), al igual que el análisis mediante la prueba exacta de Boschloo, una prueba binomial diseñada para evaluar una mayor variación extrema. [ 8 ]

La oxidación de la metionina actúa como un interruptor que desactiva ciertas actividades proteicas, como la de la proteína ribosómica L12 de E. coli. [ 9 ] Las proteínas con una gran cantidad de residuos de metionina tienden a encontrarse dentro de la bicapa lipídica, ya que la metionina es uno de los aminoácidos más hidrofóbicos. Por lo tanto, los residuos de metionina expuestos al medio acuoso son vulnerables a la oxidación. Los residuos oxidados tienden a agruparse alrededor del sitio activo y pueden impedir el acceso a este sitio por parte de especies reactivas de oxígeno. Una vez oxidados, los residuos de MetO se reducen nuevamente a metionina por la enzima metionina sulfóxido reductasa. De esta manera, se produce un ciclo de oxidación-reducción en el que los residuos de metionina expuestos se oxidan (por ejemplo, por H₂O₂ ) a residuos de metionina sulfóxido, que posteriormente se reducen. [ 10 ]

Metionina (proteína) + H₂O₂ → Sulfóxido de metionina (proteína) + H₂O

Sulfóxido de metionina (proteína) + NADPH + H + → Metionina (proteína) + NADP + + H 2 O

Véase también

Referencias

  1. ↑ Bin, P; Huang, R; Zhou, X (2017). " Resistencia a la oxidación de los aminoácidos azufrados: metionina y cisteína" . BioMed Research International . 2017 9584932. doi : 10.1155/2017/9584932 . PMC 5763110. PMID 29445748 .  
  2. ^ Lee BC, Dikiy A, Kim HY, Gladyshev VN (2009 ) . "Funciones y evolución de las selenoproteína metionina sulfóxido reductasas" . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Temas generales . 1790 (11): 1471– 1477. doi : 10.1016/j.bbagen.2009.04.014 . PMC 3062201 . PMID 19406207 .  
  3. ↑ Kim HY, Gladyshev VN (2004). "Reducción de metionina sulfóxido en mamíferos: caracterización de las metionina-R-sulfóxido reductasas" . Biología molecular de la célula . 15 (3): 1055– 1064. doi : 10.1091/mbc.E03-08-0629 . PMC 363075. PMID 14699060 .  
  4. ↑ Sagher D, Brunell D, Hejtmancik JF, Kantorow M, Brot N, Weissbach H (2006). "La tioneína puede servir como agente reductor para las reductasas de metionina sulfóxido" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 103 (23): 8656– 8661. Bibcode : 2006PNAS..103.8656S . doi : 10.1073/pnas.0602826103 . PMC 1592241. PMID 16735467 .  
  5. 1 2 3 4 Stadtman ER, Van Remmen H, Richardson A, Wehr NB, Levine RL (2005). "Oxidación de metionina y envejecimiento". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics . 1703 (2): 135– 140. doi : 10.1016/j.bbapap.2004.08.010 . PMID 15680221 . 
  6. ↑ Shringarpure R, Davies KJ (2002). "Recambio de proteínas por el proteasoma en el envejecimiento y la enfermedad". Free Radical Biology & Medicine . 32 (11): 1084– 1089. doi : 10.1016/S0891-5849(02)00824-9 . PMID 12031893 . 
  7. ↑ Ruan H, Tang XD, Chen ML, Joiner ML, Sun G, Brot N, Weissbach H, Heinemann SH, Iverson L, Wu CF, Hoshi T (2002). "Extensión de vida de alta calidad mediante la enzima péptido metionina sulfóxido reductasa" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 99 (5): 2748– 2753. Bibcode : 2002PNAS...99.2748R . doi : 10.1073/pnas.032671199 . PMC 122419. PMID 11867705 .  
  8. 1 2 Salmon AB, Kim G, Liu C, Wren JD, Georgescu C, Richardson A, Levine RL (diciembre de 2016). " Efectos de la expresión transgénica de metionina sulfóxido reductasa A (MsrA) en la esperanza de vida y los cambios dependientes de la edad en la función metabólica en ratones" . Redox Biol . 10 : 251–256 . doi : 10.1016/j.redox.2016.10.012 . PMC 5099276. PMID 27821326 .  
  9. ↑ Brot, N; Weissbach, L; Werth, J; Weissbach, H (abril de 1981). "Reducción enzimática de metionina sulfóxido unida a proteínas" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 78 (4): 2155– 8. Bibcode : 1981PNAS...78.2155B . doi : 10.1073/pnas.78.4.2155 . PMC 319302. PMID 7017726 .  
  10. ↑ Levine, RL; Mosoni, L; Berlett, BS; Stadtman, ER (24 de diciembre de 1996). "Residuos de metionina como antioxidantes endógenos en proteínas" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 93 (26): 15036– 40. Bibcode : 1996PNAS...9315036L . doi : 10.1073/pnas.93.26.15036 . PMC 26351. PMID 8986759 .  
  • Química de oxidación de la metionina