Las peroxiredoxinas ( Prxs , EC 1.11.1.15 ; símbolo de raíz de HGNC PRDX ) son una familia ubicua de enzimas antioxidantes que también controlan los niveles de peróxido inducidos por citocinas y, por lo tanto, median la transducción de señales en células de mamíferos. [1] Los miembros de la familia en humanos son PRDX1 , PRDX2 , PRDX3 , PRDX4 , PRDX5 y PRDX6. La importancia fisiológica de las peroxiredoxinas se ilustra por su abundancia relativa (una de las proteínas más abundantes en los eritrocitos después de la hemoglobina es la peroxiredoxina 2).
AhpC-TSA | ||||||||
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Identificadores | ||||||||
Símbolo | AhpC-TSA | |||||||
Pfam | PF00578 | |||||||
Clan pfam | CL0172 | |||||||
InterPro | IPR000866 | |||||||
SCOP2 | 1prx / SCOPe / SUPFAM | |||||||
Superfamilia OPM | 131 | |||||||
Proteína OPM | 1xvw | |||||||
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peroxiredoxina | ||||||||
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Identificadores | ||||||||
CE no. | 1.11.1.15 | |||||||
No CAS. | 207137-51-7 | |||||||
Bases de datos | ||||||||
IntEnz | Vista IntEnz | |||||||
BRENDA | Entrada BRENDA | |||||||
FÁCIL | NiceZyme vista | |||||||
KEGG | Entrada KEGG | |||||||
MetaCyc | camino metabólico | |||||||
PRIAM | perfil | |||||||
Estructuras PDB | RCSB PDB PDBe PDBsum | |||||||
Ontología de genes | AmiGO / QuickGO | |||||||
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Clasificación
Los prx se dividieron históricamente en tres clases (mecanicistas):
- Prxs típicos de 2-Cys
- Prxs 2-Cys atípicos y
- 1-Cys Prxs.
La designación de Prxs "1-Cys" y "2-Cys" se introdujo en 1994 [2], ya que se observó que, entre las 22 secuencias de Prx conocidas en ese momento, solo un residuo de Cys estaba absolutamente conservado; este es el residuo que ahora se reconoce como la cisteína peroxidatica (requerida), CP . La segunda cisteína semiconservada que se observó en ese momento es la cisteína de resolución, C R , que forma un enlace disulfuro entre subunidades con C P en las Prx generalizadas y abundantes a las que a veces se hace referencia como las "Prx 2-Cys típicas". En última instancia, se descubrió que el C R puede residir en múltiples posiciones en varios miembros de la familia Prx, lo que llevó a la adición de la categoría "2-Cys Prx atípica" (Prxs para los que un C R está presente, pero no en el "típico" , puesto originalmente identificado).
Con la gran cantidad de información disponible actualmente con respecto a las estructuras y secuencias de Prx, ahora se reconoce que los miembros de la familia se dividen en seis clases o subgrupos, designados como Prx1 (esencialmente sinónimo de "2-Cys típico"), Prx5, Prx6, PrxQ, Tpx y Grupos AhpE. Ahora se reconoce que la existencia y ubicación de C R en los 6 grupos es heterogénea. Por lo tanto, aunque la designación "1-Cys Prx" se asoció originalmente con el grupo Prx6 en función de la falta de un C R en el PrxVI humano, y muchos miembros del grupo Prx6 parecen no tener un C R , existen "1-Cys "miembros en todos los subgrupos. Por otra parte, el C R puede estar situado en 5 lugares (conocidos) en la estructura, produciendo o bien un enlace disulfuro entre subunidades o intrasubunitario en la proteína oxidada (dependiendo de C R ubicación). [3] Para ayudar con la identificación de nuevos miembros y el subgrupo al que pertenecen, se generó una base de datos de búsqueda (el índice de clasificación PeroxiRedoxin ) que incluye secuencias Prx identificadas en GenBank (enero de 2008 a octubre de 2011) mediante análisis bioinformático y está disponible públicamente . [4]
Ciclo catalítico
Estas enzimas comparten el mismo mecanismo catalítico básico, en el que una cisteína redox activa (la cisteína peroxidatica) en el sitio activo se oxida a un ácido sulfénico por el sustrato de peróxido. [5] El reciclaje del ácido sulfénico de nuevo a tiol es lo que distingue a las tres clases de enzimas. Las peroxiredoxinas 2-Cys se reducen mediante tioles tales como tiorredoxinas, proteínas similares a tiorredoxina o posiblemente glutatión , mientras que las enzimas 1-Cys pueden reducirse mediante ácido ascórbico o glutatión en presencia de GST -π. [6] Utilizando estructuras cristalinas de alta resolución, se ha derivado un ciclo catalítico detallado para Prxs, [7] que incluye un modelo para el estado oligomérico regulado por redox propuesto para controlar la actividad enzimática. [8] La inactivación de estas enzimas por sobreoxidación (también conocida como hiperoxidación) del tiol activo a ácido sulfínico puede revertirse mediante sulfiredoxina . [9]
Las peroxiredoxinas se denominan con frecuencia alquil hidroperóxido reductasa (AhpC) en bacterias. [10] Otros nombres incluyen antioxidante específico de tiol (TSA) y tiorredoxina peroxidasa (TPx). [11]
Los mamíferos expresan seis peroxiredoxinas: [12]
- Enzimas 1-Cys: PRDX6 (en el grupo Prx6)
- Enzimas 2-Cys: PRDX1 , PRDX2 , PRDX3 , PRDX4 (las cuatro en el grupo Prx1) y PRDX5 (en el grupo Prx5)
Regulación enzimática
Las peroxiredoxinas pueden ser reguladas por fosforilación , estados redox como sulfonación, [13] acetilación , nitración , truncamiento y estados de oligomerización.
Función
La tiorredoxina (Trx) reduce la peroxiredoxina después de reducir el peróxido de hidrógeno (H 2 O 2 ) en las siguientes reacciones: [14]
- Prx (reducido) + H 2 O 2 → Prx (oxidado) + 2H 2 O
- Prx (oxidado) + Trx (reducido) → Prx (reducido) + Trx (oxidado)
La forma oxidada de Prx es inactiva en su actividad reductasa, pero puede funcionar como un chaperón molecular, [15] requiriendo la donación de electrones de Trx reducido para restaurar su actividad catalítica. [dieciséis]
La importancia fisiológica de las peroxiredoxinas se ilustra por su abundancia relativa (una de las proteínas más abundantes en los eritrocitos después de la hemoglobina es la peroxiredoxina 2 ), así como por los estudios en ratones knock- out. Los ratones que carecen de peroxiredoxina 1 o 2 desarrollan anemia hemolítica grave y están predispuestos a ciertos cánceres hematopoyéticos . Los ratones knockout para la peroxiredoxina 1 tienen una reducción del 15% en la esperanza de vida. [17] Los ratones knockout para la peroxiredoxina 6 son viables y no muestran una patología macroscópica obvia, pero son más sensibles a ciertas fuentes exógenas de estrés oxidativo, como la hiperoxia. [18] Los ratones knockout para la peroxiredoxina 3 ( peroxiredoxina de la matriz mitocondrial) son viables y no muestran una patología macroscópica obvia. Se propone que las peroxiredoxinas desempeñan un papel en la señalización celular regulando los niveles de H 2 O 2 . [19]
Las peroxiredoxinas 2-Cys de las plantas se dirigen postraduccionalmente a los cloroplastos, [20] donde protegen la membrana fotosintética contra el daño fotooxidativo. [21] La expresión de genes nucleares depende de la señalización del cloroplasto al núcleo y responde a señales fotosintéticas, como la disponibilidad del aceptador en el fotosistema II y ABA. [22]
Reloj circadiano
Las peroxiredoxinas se han implicado en el reloj circadiano interno de 24 horas de muchos organismos. [23] [24] [25]
Ver también
- Catalasa
- Estrés oxidativo
- Peroxidasa
- Índice de clasificación de peroxiredoxina
- Especies de oxígeno reactivas
- Superóxido dismutasa
Referencias
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