Tioredoksin (TRX ili TXN) je klasa malih redoks proteina za koje se zna da su prisutni u svim organizmima. Ima ulogu u mnogim važnim biološkim procesimaima, uključujući redoks signalizaciju. Kod ljudi, tioredoksine kodiraju genii TXN i TXN2. Mutacija gubitka funkcije bilo kojeg od dva ljudska tioredoksinska gena je smrtonosna u fazi četiri ćelije embriona u razvoju. Iako nije u potpunosti shvaćen, tioredoksin je povezan s lijekovima kroz njihov odgovor na reaktivne vrste kisika (ROS). U biljkama, tioredoksini regulišu spektar kritičnih funkcija, od fotosinteze do rasta, cvjetanja i razvoja i klijanja sjemena. Tioredoksini imaju ulogu u komunikaciji između ćelija.

Pojava Nalaze se u gotovo svim poznatim organizmima i neophodni su za život kod sisara. Aninokiselinska sekvenca

|content= style="font-family:monospace;" style="text-align:right;" 10

20

30

40

50 style="background-color: #eee;" MVKQIESKTA style="background-color: #f9f9f9;" FQEALDAAGD style="background-color: #f9f9f9;" KLVVVDFSAT style="background-color: #f9f9f9;" WCGPCKMIKP style="background-color: #f9f9f9;" FFHSLSEKYS style="background-color: #eee;" NVIFLEVDVD style="background-color: #f9f9f9;" DCQDVASECE style="background-color: #f9f9f9;" VKCMPTFQFF style="background-color: #f9f9f9;" KKGQKVGEFS style="background-color: #f9f9f9;" GANKEKLEAT style="background-color: #eee;" INELV

Funkcija Primarna funkcija tioredoksina (Trx) je redukcija oksidiranih ostataka cisteina i cijepanje disulfidnih veza. In vitro identificirano je više supstrata za tioredoksin, uključujući ribonukleazu, horiogonadotropine, faktore koagulacije, glukokortikoidni receptor i insulin. Redukcija insulina se klasično koristi kao test aktivnosti. Tioredoksini se održavaju u redukovanom stanju pomoću flavoenzima tioredoksin-reduktaze, u NADPH-zavisnoj reakciji. Tioredoksini djeluju kao donori elektrona za peroksidaze i ribonukleotid-reduktaze. Srodni glutaredoksini dijele mnoge funkcije tioredoksina, ali ih reducira glutation, a ne specifična reduktaza.

Struktura i mehanizam Tioredoksin je protein oksidoreduktaze od 12 kD. Proteini tioredoksina također imaju karakterističnu tercijarnu strukturu nazvanu tioredoksinski nabor. Aktivno mjesto sadrži ditiole u CXXC motiv. Ova dva cisteina su ključ sposobnosti tioredoksina da redukuje druge proteine.

Za Trx1, ovaj proces počinje napadom Cys32, jednog od ostataka konzerviranih u CXXC motivu tioredoksina, na oksidiranu grupu supstrata. Gotovo odmah nakon ovog događaja, Cys35, drugi konzervirani Cys ostatak u Trx1, formira disulfidnu vezu sa Cys32, čime prenosi dva elektrona na supstrat koji je sada u reduciranom obliku. Oksidirani Trx1 se zatim reducira pomoću tioredoksin-reduktaze, koja se zatim reducira pomoću NADPH kao što je gore opisano. thumb|Mehanizam redukcije supstrata Trx1

Korist tioredoksina u smanjenju oksidativnog stresa prikazana je kod transgenih miševa koji prekomjerno eksprimiraju tioredoksin, otporniji su na upalu i žive 35% duže — podržavajući teoriju starenja slobodnih radikala. Međutim, kontrolne grupe ove studije bile su kratkog vijeka, što je možda doprinijelo očiglednom povećanju dugovječnosti. Kod miševa sa srčano-specifičnom prekomjernom ekspresijom Trx1, proteomska studija je otkrila da je protein 1 koji sadrži SET i MYND domen (SMYD1), lizin metiltransferaza koja se visoko eksprimira u srčanom i drugim mišićnim tkivima, također pojačano reguliran. Ovo sugerira da Trx1 može igrati ulogu i u metilaciji proteina putem regulacije ekspresije SMYD1, koja je neovisna o njegovoj oksidoreduktaznoj aktivnosti.

Biljke imaju neobično složen komplement Trx-ova sastavljen od šest dobro definiranih tipova (Trx-ovi f, m, x, y, h i o) koji se nalaze u različitim ćelijskim odjeljcima i funkcioniraju u nizu procesa. Proteini tioredoksina se kreću od ćelije do ćelije, što predstavlja novi oblik ćelijske komunikacije u biljkama. Studije savijanja proteina na tioredoksinu otkrile su da je potrebna minimalna dužina peptida od 83 ostatka za sticanje sekundarne i tercijarne strukture, kao što su pokazali Ghosal i saradnici 1999. godine.

Učinak na srčanu hipertrofiju Pokazano je da Trx1 smanjuje srčanu hipertrofiju, zadebljanje zidova donjih srčanih komora, interakcijama s nekoliko različitih ciljeva. Trx1 povećava transkripcijsku aktivnost jedarnih respiratornih faktora 1 i 2 (NRF1 i NRF2) i stimulira ekspresiju peroksisomskog proliferator-aktiviranog receptora γ koaktivatora 1-α (PGC-1α). Nadalje, Trx1 redukuje dva ostatka cisteina u histon deacetilazi 4 (HDAC4), što omogućava uvoz HDAC4 iz citosola, gdje se nalazi oksidirani oblik, u ćelijsko jedro. Jednom kada se nađe u jedru, smanjeni HDAC4 smanjuje aktivnost transkripcijskih faktora kao što je NFAT koji posreduje u srčanoj hipertrofiji. Trx 1 također kontrolira nivoe mikroRNK u srcu i utvrđeno je da inhibira srčanu hipertrofiju pojačavanjem miR-98/let-7. Trx1 može regulirati nivo ekspresije SMYD1, te stoga indirektno modulirati metilaciju proteina u svrhu zaštite srca.

Tioredoksin u njezi kože Tioredoksin se koristi u proizvodima za njegu kože kao antioksidans u kombinaciji s glutaredoksinom i glutationom.

Proteini slični tioredoksinu NrdH iz Mycobacterium tuberculosis je prepoznatljiv protein sličan tioredoksinu, funkcionalno sličan tioredoksinima, ali sa sekvencom sličnijom glutaredoksinima. Za razliku od tipičnih glutaredoksina, NrdH može prihvatiti elektrone iz tioredoksin-reduktaze (TrxR) kako bi pokrenuo redukciju ribonukleotida, ključni korak u sintezi DNK. Strukturna analiza otkriva nabor tioredoksina s konzerviranim redoks motivima – CVQC i WSGFRP – koji formiraju mrežu vodikovih veza i hidrofobni dio, stabilizirajući vezivanje TrxR. Ova jedinstvena mješavina karakteristika glutaredoksinske sekvence s aktivnošću tioredoksina naglašava adaptivnu ulogu NrdH-a u redoks regulaciji M. tuberculosis.

Interakcije

Pokazano je da tioredoksin interraguje sa: ASK1, Kolagen, tip I, alfa 1, Glukokortikoidni receptor, SENP1, TXNIP. NF-κB – by reducing a disulfide bond in NF-κB, Trx1 promotes binding of this transcription factor to DNA. AP1 preko Ref1 – Trx1 indirektno povećava aktivnost vezivanja DNK aktivatorskog proteina 1 (AP1) smanjenjem redoks faktora 1 (Ref-1) enzima za popravku DNK, što zauzvrat smanjuje AP1 u primjeru kaskade redoks regulacije. AMPK – Funkcija AMPK u kardiomiocitima je očuvana tokom oksidativnog stresa zbog interakcije između AMPK i Trx1. Formiranjem disulfidnog mosta između dva proteina, Trx1 sprečava stvaranje i agregaciju oksidiranog AMPK, čime omogućava AMPK da normalno funkcioniše i učestvuje u signalnim kaskadama.

Također pogledajte RuBisCO - enzimska aktivnost regulirana tioredoksinom Peroksiredoksin - enzimska aktivnost regulirana tioredoksinom Tioredoksinski nabor Tioredoksin-reduktaza

Reference

Dodatni izvori

Vanjski linkovi

Kategorija:Jednoprolazni transmembranski proteini Kategorija:Transmembranski proteini Kategorija:Proteini