Тиоредоксин

Поделись знанием:
Перейти к: навигация, поиск

An Error has occurred retrieving Wikidata item for infobox Тиоредоксины — семейство маленьких белков, представленный во всех организмах от архей до человека[1][2]. Они участвуют во многих важных биологических процессах, включая определение окислительно-восстановительного потенциала клетки и передачу сигнала. У человека тиоредоксин кодируется геном TXN[3]. Мутации, приводящие к потери функциональности даже одного аллеля этого гена, приводят к смерти на стадии четырёхклеточного эмбриона. Тиоредоксин играет значительную роль в организме человека, хотя и не до конца ясно какую именно. Всё чаще и чаще его возможные функции связывают с действием лекарств и противодействием активным формам кислорода. У растений тиоредоксины регулируют целый спектр жизненно важных функций, начиная от фотосинтеза и роста и заканчивая цветением, развитием и прорастанием семян. А совсем недавно выяснилось, что они также участвует в межклеточном взаимодействии и обмене информацией между растительными клетками[4].





Функции

Тиоредоксины представляют собой белки с массой около 12 кДа. Их отличительная особенность — наличие двух расположенных рядом остатков остатков цистеина, заключённых в мотив типа CXXC, где С — цистеин, а Х — любая, как правило гидрофобная, аминокислота. Ещё одна отличительной черта всех тиоредоксинов — специфическая третичная структура, которая называется тиоредоксиновой укладкой.

Главной частью белка является дисульфидная связь. При помощи этой неё он может восстанавливать дисульфидные связи других белков, разрушая в них дисульфидные мостики. Таким образом он регулирует активность некоторых ферментов. Кроме того, восстанавливая дисульфидные связи, тиоредоксин поставляет электроны, которые затем используются во многих биохимических процессах клетки. Например, вместе с глутатионом он поставляет электроны для рибонуклеотидредуктазы, то есть участвует в синтезе дезоксинуктлеотидов, и ФАФС-редуктазы. В этом плане, его функция сходна с таковой у глутатиона и частично с ней перекрывается. Так, тиоредоксин является сильным антиоксидантом: вместе с глутатионовой системой тиоредоксиновая система участвует в обезвреживание активных форм кислорода, передовая электроны различным пероксидазам[5]. Исследования показали, что тиоредоксин взаимодействует с рибонуклеазой, хориогонадотропинами, факторами коагуляции, глюкокортикоидным рецептором и инсулином. Реакцию тиоредоксина с инсулином традиционно используют для определения активности тиоредоксина[6]. Было показано, что тиоредоксин способен стимулировать связывание факторов транскрипции с ДНК. Эти факторы были определены как ядерный фактор NF-κB, который является важным фактором в клеточной реакции на окислительный стресс, апоптоз и процессы опухолеобразования.

Восстановление тиоредоксина осуществляет специальный флавопротеин тиоредоксин редуктаза, который использует для этого одну молекулу НАДФН[7]. Глутаредоксины во многом сходны по функциям с тиоредоксинами, но вместо специфической редуктазы они восстанавливаются глутатионом.

 ↔  2 H+ + 2 e- +
Восстановленный тиоредоксин   Окисленный тиоредоксин


Способность тиоредоксинов противостоять окислительному стрессу была продемонстрирована в эксперименте с трансгенными мышами у которых была повышенная экспрессия тиоредоксина. Трансгенные мыши лучше сопротивлялись воспалительным реакциям и жили на 35 % дольше[8]. Такие данные служат существенным аргументом в пользу свободнорадикальной теории старения. Тем не менее, результаты исследования нельзя считать достоверными, поскольку контрольная группа мышей жила значительно меньше обычного, что могло создать иллюзию увеличения продолжительности жизни у трансгенных мышей[9].

У растений существует очень сложная система тиоредоксинов, состоящая из шести хорошо различимых типов (тиоредоксины f, m, x, y, h, и o). Они расположены в разных частях клетки и участвуют в массе различных процессов. Именно действие тиоредоксинов лежит в основе светозависимой активации ферментов. На свету, в результате совместного действия фотосистемы I и фотосистемы II образуется большое количество восстановительных эквивалентов — ферредоксинов. По достижении определённой концентрации ферредоксина, за счёт действия Фермент ферредоксин-тиоредоксинредуктазы происходит восстановление тиоредоксина, который в свою очередь активирует ферменты, восстанавливая дисульфидные связи. Таким путём активируется по крайней мере пять ключевых ферментов цикла Кальвина, а также белок-активаза Рубиско, альтернативная оксидаза митохондрий и терминальная оксидаза хлоропластов. Механизм активации через тиоредоксин позволяет регулировать активность ферментов не только в зависимости от соотношения НАДФН/НАДФ+, но и одновременно от интенсивности света[10]. В 2010 году была открыта необычная способность тиоредоксинов перемещаться из клетки в клетку. Такая способность лежит в основе нового, ранее не известного для растений, способа межклеточной коммуникации[4].

Взаимодействия

Было показано, что тиоредоксин взаимодействует со следующими белками:

См. также

Внешние ссылки

Напишите отзыв о статье "Тиоредоксин"

Примечания

  1. ↑ Holmgren A (1989). [www.jbc.org/cgi/reprint/264/24/13963.pdf "Thioredoxin and glutaredoxin systems"] Check |url= value (help) (PDF). J Biol Chem 264 (24): 13963–6. PMID 2668278. 
  2. ↑ Nordberg J, Arnér ES (2001). "Reactive oxygen species, antioxidants, and the mammalian thioredoxin system". Free Radic Biol Med 31 (11): 1287–312. PMID 11728801. doi:10.1016/S0891-5849(01)00724-9. 
  3. ↑ .Wollman EE, d'Auriol L, Rimsky L, Shaw A, Jacquot JP, Wingfield P, et al. (October 1988). "Cloning and expression of a cDNA for human thioredoxin". J. Biol. Chem. 263 (30): 15506–12. PMID 3170595. 
  4. ↑ 1 2 Meng L, Wong JH, Feldman LJ, Lemaux PG, Buchanan BB (2010). [www.pnas.org/content/107/8/3900.short?related-urls=yes&legid=pnas;107/8/3900 "A membrane-associated thioredoxin required for plant growth moves from cell to cell, suggestive of a role in intercellular communication"] Check |url= value (help). Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA 107 (8): 3900–5. PMC: 2840455. PMID 20133584. doi:10.1073/pnas.0913759107. 
  5. ↑ Arnér ES, Holmgren A (2000). "Physiological functions of thioredoxin and thioredoxin reductase". Eur J Biochem 267 (20): 6102–9. PMID 11012661. doi:10.1046/j.1432-1327.2000.01701.x. 
  6. ↑ [www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=gene&Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=7295 Entrez Gene: TXN thioredoxin].
  7. ↑ Mustacich D, Powis G (February 2000). "Thioredoxin reductase". Biochem J 346 (Pt 1): 1–8. PMC: 1220815. PMID 10657232. doi:10.1042/0264-6021:3460001. 
  8. ↑ Yoshida T, Nakamura H, Masutani H, Yodoi J (2005). "The involvement of thioredoxin and thioredoxin binding protein-2 on cellular proliferation and aging process". Annals of the New York Academy of Sciences 1055: 1–12. PMID 16387713. doi:10.1196/annals.1323.002. 
  9. ↑ Muller, F.L., Lustgarten, M.S., Jang, Y., Richardson, A. & Van Remmen, H. Trends in oxidative aging theories. Free Radic Biol Med 43, 477—503 (2007).
  10. ↑ Ермаков, 2005, с. 195.
  11. ↑ Liu Y, Min W (June 2002). "Thioredoxin promotes ASK1 ubiquitination and degradation to inhibit ASK1-mediated apoptosis in a redox activity-independent manner". Circ. Res. 90 (12): 1259–66. PMID 12089063. doi:10.1161/01.res.0000022160.64355.62. 
  12. ↑ Morita K, Saitoh M, Tobiume K, Matsuura H, Enomoto S, Nishitoh H, et al. (November 2001). "Negative feedback regulation of ASK1 by protein phosphatase 5 (PP5) in response to oxidative stress". EMBO J. 20 (21): 6028–36. PMC: 125685. PMID 11689443. doi:10.1093/emboj/20.21.6028. 
  13. ↑ Saitoh M, Nishitoh H, Fujii M, Takeda K, Tobiume K, Sawada Y, et al. (May 1998). "Mammalian thioredoxin is a direct inhibitor of apoptosis signal-regulating kinase (ASK) 1". EMBO J. 17 (9): 2596–606. PMC: 1170601. PMID 9564042. doi:10.1093/emboj/17.9.2596. 
  14. ↑ Matsumoto K, Masutani H, Nishiyama A, Hashimoto S, Gon Y, Horie T, et al. (July 2002). "C-propeptide region of human pro alpha 1 type 1 collagen interacts with thioredoxin". Biochem. Biophys. Res. Commun. 295 (3): 663–7. PMID 12099690. doi:10.1016/s0006-291x(02)00727-1. 
  15. ↑ Makino Y, Yoshikawa N, Okamoto K, Hirota K, Yodoi J, Makino I, et al. (January 1999). "Direct association with thioredoxin allows redox regulation of glucocorticoid receptor function". J. Biol. Chem. 274 (5): 3182–8. PMID 9915858. doi:10.1074/jbc.274.5.3182. 
  16. ↑ Li X, Luo Y, Yu L, Lin Y, Luo D, Zhang H, et al. (April 2008). "SENP1 mediates TNF-induced desumoylation and cytoplasmic translocation of HIPK1 to enhance ASK1-dependent apoptosis". Cell Death Differ. 15 (4): 739–50. PMID 18219322. doi:10.1038/sj.cdd.4402303. 
  17. ↑ Nishiyama A, Matsui M, Iwata S, Hirota K, Masutani H, Nakamura H, et al. (July 1999). "Identification of thioredoxin-binding protein-2/vitamin D(3) up-regulated protein 1 as a negative regulator of thioredoxin function and expression". J. Biol. Chem. 274 (31): 21645–50. PMID 10419473. doi:10.1074/jbc.274.31.21645. 

Литература

  • Физиология растений / Под ред. И. П. Ермакова. — М.: Академия, 2005. — 634 с.

Отрывок, характеризующий Тиоредоксин

Князь Андрей нашел Барклая де Толли, к которому он был назначен, на берегу Дриссы. Так как не было ни одного большого села или местечка в окрестностях лагеря, то все огромное количество генералов и придворных, бывших при армии, располагалось в окружности десяти верст по лучшим домам деревень, по сю и по ту сторону реки. Барклай де Толли стоял в четырех верстах от государя. Он сухо и холодно принял Болконского и сказал своим немецким выговором, что он доложит о нем государю для определения ему назначения, а покамест просит его состоять при его штабе. Анатоля Курагина, которого князь Андрей надеялся найти в армии, не было здесь: он был в Петербурге, и это известие было приятно Болконскому. Интерес центра производящейся огромной войны занял князя Андрея, и он рад был на некоторое время освободиться от раздражения, которое производила в нем мысль о Курагине. В продолжение первых четырех дней, во время которых он не был никуда требуем, князь Андрей объездил весь укрепленный лагерь и с помощью своих знаний и разговоров с сведущими людьми старался составить себе о нем определенное понятие. Но вопрос о том, выгоден или невыгоден этот лагерь, остался нерешенным для князя Андрея. Он уже успел вывести из своего военного опыта то убеждение, что в военном деле ничего не значат самые глубокомысленно обдуманные планы (как он видел это в Аустерлицком походе), что все зависит от того, как отвечают на неожиданные и не могущие быть предвиденными действия неприятеля, что все зависит от того, как и кем ведется все дело. Для того чтобы уяснить себе этот последний вопрос, князь Андрей, пользуясь своим положением и знакомствами, старался вникнуть в характер управления армией, лиц и партий, участвовавших в оном, и вывел для себя следующее понятие о положении дел.
Когда еще государь был в Вильне, армия была разделена натрое: 1 я армия находилась под начальством Барклая де Толли, 2 я под начальством Багратиона, 3 я под начальством Тормасова. Государь находился при первой армии, но не в качестве главнокомандующего. В приказе не было сказано, что государь будет командовать, сказано только, что государь будет при армии. Кроме того, при государе лично не было штаба главнокомандующего, а был штаб императорской главной квартиры. При нем был начальник императорского штаба генерал квартирмейстер князь Волконский, генералы, флигель адъютанты, дипломатические чиновники и большое количество иностранцев, но не было штаба армии. Кроме того, без должности при государе находились: Аракчеев – бывший военный министр, граф Бенигсен – по чину старший из генералов, великий князь цесаревич Константин Павлович, граф Румянцев – канцлер, Штейн – бывший прусский министр, Армфельд – шведский генерал, Пфуль – главный составитель плана кампании, генерал адъютант Паулучи – сардинский выходец, Вольцоген и многие другие. Хотя эти лица и находились без военных должностей при армии, но по своему положению имели влияние, и часто корпусный начальник и даже главнокомандующий не знал, в качестве чего спрашивает или советует то или другое Бенигсен, или великий князь, или Аракчеев, или князь Волконский, и не знал, от его ли лица или от государя истекает такое то приказание в форме совета и нужно или не нужно исполнять его. Но это была внешняя обстановка, существенный же смысл присутствия государя и всех этих лиц, с придворной точки (а в присутствии государя все делаются придворными), всем был ясен. Он был следующий: государь не принимал на себя звания главнокомандующего, но распоряжался всеми армиями; люди, окружавшие его, были его помощники. Аракчеев был верный исполнитель блюститель порядка и телохранитель государя; Бенигсен был помещик Виленской губернии, который как будто делал les honneurs [был занят делом приема государя] края, а в сущности был хороший генерал, полезный для совета и для того, чтобы иметь его всегда наготове на смену Барклая. Великий князь был тут потому, что это было ему угодно. Бывший министр Штейн был тут потому, что он был полезен для совета, и потому, что император Александр высоко ценил его личные качества. Армфельд был злой ненавистник Наполеона и генерал, уверенный в себе, что имело всегда влияние на Александра. Паулучи был тут потому, что он был смел и решителен в речах, Генерал адъютанты были тут потому, что они везде были, где государь, и, наконец, – главное – Пфуль был тут потому, что он, составив план войны против Наполеона и заставив Александра поверить в целесообразность этого плана, руководил всем делом войны. При Пфуле был Вольцоген, передававший мысли Пфуля в более доступной форме, чем сам Пфуль, резкий, самоуверенный до презрения ко всему, кабинетный теоретик.
Кроме этих поименованных лиц, русских и иностранных (в особенности иностранцев, которые с смелостью, свойственной людям в деятельности среди чужой среды, каждый день предлагали новые неожиданные мысли), было еще много лиц второстепенных, находившихся при армии потому, что тут были их принципалы.
В числе всех мыслей и голосов в этом огромном, беспокойном, блестящем и гордом мире князь Андрей видел следующие, более резкие, подразделения направлений и партий.
Первая партия была: Пфуль и его последователи, теоретики войны, верящие в то, что есть наука войны и что в этой науке есть свои неизменные законы, законы облического движения, обхода и т. п. Пфуль и последователи его требовали отступления в глубь страны, отступления по точным законам, предписанным мнимой теорией войны, и во всяком отступлении от этой теории видели только варварство, необразованность или злонамеренность. К этой партии принадлежали немецкие принцы, Вольцоген, Винцингероде и другие, преимущественно немцы.
Вторая партия была противуположная первой. Как и всегда бывает, при одной крайности были представители другой крайности. Люди этой партии были те, которые еще с Вильны требовали наступления в Польшу и свободы от всяких вперед составленных планов. Кроме того, что представители этой партии были представители смелых действий, они вместе с тем и были представителями национальности, вследствие чего становились еще одностороннее в споре. Эти были русские: Багратион, начинавший возвышаться Ермолов и другие. В это время была распространена известная шутка Ермолова, будто бы просившего государя об одной милости – производства его в немцы. Люди этой партии говорили, вспоминая Суворова, что надо не думать, не накалывать иголками карту, а драться, бить неприятеля, не впускать его в Россию и не давать унывать войску.
К третьей партии, к которой более всего имел доверия государь, принадлежали придворные делатели сделок между обоими направлениями. Люди этой партии, большей частью не военные и к которой принадлежал Аракчеев, думали и говорили, что говорят обыкновенно люди, не имеющие убеждений, но желающие казаться за таковых. Они говорили, что, без сомнения, война, особенно с таким гением, как Бонапарте (его опять называли Бонапарте), требует глубокомысленнейших соображений, глубокого знания науки, и в этом деле Пфуль гениален; но вместе с тем нельзя не признать того, что теоретики часто односторонни, и потому не надо вполне доверять им, надо прислушиваться и к тому, что говорят противники Пфуля, и к тому, что говорят люди практические, опытные в военном деле, и изо всего взять среднее. Люди этой партии настояли на том, чтобы, удержав Дрисский лагерь по плану Пфуля, изменить движения других армий. Хотя этим образом действий не достигалась ни та, ни другая цель, но людям этой партии казалось так лучше.
Четвертое направление было направление, которого самым видным представителем был великий князь, наследник цесаревич, не могший забыть своего аустерлицкого разочарования, где он, как на смотр, выехал перед гвардиею в каске и колете, рассчитывая молодецки раздавить французов, и, попав неожиданно в первую линию, насилу ушел в общем смятении. Люди этой партии имели в своих суждениях и качество и недостаток искренности. Они боялись Наполеона, видели в нем силу, в себе слабость и прямо высказывали это. Они говорили: «Ничего, кроме горя, срама и погибели, из всего этого не выйдет! Вот мы оставили Вильну, оставили Витебск, оставим и Дриссу. Одно, что нам остается умного сделать, это заключить мир, и как можно скорее, пока не выгнали нас из Петербурга!»
Воззрение это, сильно распространенное в высших сферах армии, находило себе поддержку и в Петербурге, и в канцлере Румянцеве, по другим государственным причинам стоявшем тоже за мир.
Пятые были приверженцы Барклая де Толли, не столько как человека, сколько как военного министра и главнокомандующего. Они говорили: «Какой он ни есть (всегда так начинали), но он честный, дельный человек, и лучше его нет. Дайте ему настоящую власть, потому что война не может идти успешно без единства начальствования, и он покажет то, что он может сделать, как он показал себя в Финляндии. Ежели армия наша устроена и сильна и отступила до Дриссы, не понесши никаких поражений, то мы обязаны этим только Барклаю. Ежели теперь заменят Барклая Бенигсеном, то все погибнет, потому что Бенигсен уже показал свою неспособность в 1807 году», – говорили люди этой партии.


Источник — «http://wiki-org.ru/wiki/index.php?title=Тиоредоксин&oldid=80496609»