onsdag 6 maj 2015

Metallotioniini silmän antioksidanttipuolustuksessa

LÄHDE:David V. Pow et al. Chapter 8. Trnsporters and oxidation. p.136.  Stress in AMD. In: Philip Penfold, Jan M. Provis. (Editors). MACULAR DEGENERATION. Springer Verlag  ( 2005)
ISBN 3-540-20058-4.

Metallothionein.  Sinkkiä sitova molekyyli.

Metallotioneiinit ovat matalamolekyylipanoisia sinkkiä sitovia proteiineja, joissa ei ole disulfidisiltoja. Niitä on neljänä isoformina. Ne koodautuvat kromosomista 16.
Metallotioniinit  voivat sitoa seitsemänkin sinkkiä kahteenkymmeneen cysteiini-aminohappoonsa muodostaen eräänlaisia sinkkitiolaatti-rykelmiä ( Maret 2003).  On havaittu aivoissa ja verkkokalvossa tällaisia hyvin sinkkipitoisia kohtia, joissa on myös korkea pitoisuus metallotioniineja.
Arvellaan, että metaallotioneiinit puskuroivat sinkkiä tai saostavat sinkkiä presynaptisiin terminaaleihin tai sitten ne puskuroivat liika sinkkiä synaptisissa liitoksissa.
Metallotioniinien sitomiskyky on hyvin herkkä vallitsevan miljöön redoxtilalle: Kun oxidantit aiheuttavat inkkien (Zn++) vapautumisia niin reduktantit kiihdyttävät niiden kysteiinien  kykyä  sitoa sinkkejä.
Tästä syytä metallotioniini pystyy toimimaan  solun redox-tilanteissa   linkkimolekyylinä, kunhan sinkkiä on saatavilla.

Maret  havaitsi tutkimuksissaan 2003, että  eukaryoottisissa soluissa  sinkkialtaat ovat hyvin tiukasti aitioituneina, joten on vain nanomolaarisia pitoisuuksia sinkkiä  kulloinkin biologissesti saatavilla olevana ja suurin osa siitä on saostuneena  ,  sitoutuneena proteiinien sulfhydryyliryhmiin (-SH), erityisesti metallotioniineihin  ja muittenkin proteiinien sulfhydryyliryhmiin kuten glutationiinin ( GSH).

Sinkin asettuminen silmässä on heterogeenistä. Sitä on runsaasti fotoreseptorien sisäsegmentissä ja retinan pigmenttiepiteelissä ja vain hyvin vähän silmän verkkokalvon gangliosoluissa.  Suuret pitoisuudet sinkistä on varastoituneena synaptisiin rakkuloihin. On oletettu usein, että  sinkki liittyisi vain  glutamaattiergisiin hermosoluihin- ja sen takia  luultiin aluksi, että kaikki metallotioneiinikin liittyy glutamaattiergisiin neuroneihin.  Muta  on havaittu,, että  vapaata sinkkiä on myös GABA- ja glysiini-pitoisissa neuroneissa (Birinyi et al 2001). Sinkkiä vapautuu sinkkiä sisältävistä neuroneista kun neuuroni stimuloituu. Täten extrasellulaarinen ( solun ulkoinen) sinkkipitoisuus määräytyy verkkokalvon aktiviteetista.  Vapaa solun ulkoinen sinkki voi olla  Hyvinkin toksista, joten sinkkiä sitovat ja kelatoivat molkyylit ovat fysiologisesti tärkeitä.
inkki  sattaa olla  merkitsevä solun sisäisen ja solun ulkoisen  miljöön modulaattori.   Korkeat sinkkipitoisuudet saattavat estää Müllerin solujen ja fotoreseptoreiden  glutamaatin kuljetusta.
Sinkki moduloi glysiinin sitoutumista glysiinireseptoriin ja myös  verkkokalvon GABA C- reseptoria.
Solun sisällä sinkki taas  saattaa moduloida myriadeja aktiviteettejä tai proteiineja- Vuonna 2003 osoitettiin, että  verkkokalvon kalsiumia sitova proteiini rekoveriini, joka moduloi  kalsiumherkkää rodopsiinin deaktivaatiota, itse moduloituu sinkin vaikutuksesta. Tässä tapauksessa sinkki voi suoraan vaikuttaa fototransduktioon. Sinkin puute  saattaa suoraan  vaikutaa verkkokalvon funktioon mahdollisesti  vähentämällä retinolia sitovan proteiinin plasmapitoisuutta ja  maksapitoisuutta, jolloin  A-vitamiinin siirtyminen maksasta verkkokalvoon  rajoittuu ja rodopsiinin  stabiliteettikin   voi vaikuttua.
Vaikka  sinkin puute on  haitallista, sinkin liika saanti  ei ole aina mitenkään edullista  Kudoksissa liika sinkki on erittäin myrkyllistä ja se kelautuu  glutationiin (GSH) , jonka pitoisuus vähenee. Tässä ymmärtää, miten tärkeää on, että metallotioneiinia pääsee syntymään normaalisti ja että se toimii omassa linkkitehtävässään moitteetta.  Sinkkiä käyttäviä soluproteiineja on ainakin 2000 ja  tässä tarkoin säädetyssä aineenvaihdunnan osassa on hyvä, että metallotioneiini tekee oman tehtävänsä.

KTS myös
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25935539

Inga kommentarer: