Tauriinista elintarvikkeissa valaiseva kirjoitus

http://www.aminoacid-studies.com/amino-acids/taurine.html

(Suomennan tästä, vaikka  tässä käytetään sanontaa, joka minusta  on hieman  epäselvä. En pidä tauriinia cysteiinin ja metioniinin aineenvaihdunnan sivutuotteena, vaan eräänä tärkeänä päätuotteena, joka on pienikokoinen ja tärkeä  operaattori  soluvolyymin säädössä häiritsemättä solun sähköisiä ominaisuuksia. Tässä alla olevassa   tekstissä  on pohdinnan arvoista asiaa. 
 ( vaikka silti en  menisi ostamaan puhdasta tauriinia minään tablettina, vaan mieluumminkin esim  pienenä määränä naudanlihaa ja  valmistaisin sen sipulilisällä ( sipulista tulee orgaanista rikkiä).  Sellaisesta lihasta saa myös karnitiinia ja ubikinonia jotka  samoin ovat edullisia sydämelle.  ja vastaavat  tabletit taas ovat kalliita).

Sitaatti:

• (Siis käännös: )Tauriini omn rikkipitoisten aminohappojen kystiinin ja metioniinin sivutuote. Pinvastoin kuin tavallisesti ajatellaan, tauriini itse ei ole aminohappo tieteellisessä mielesäs, koska siinä ei ole aminohapoille tyypilistä karboksyyliryhmkää(-COOH). Se on nimittäin aminosulfonihappo.  Tauriini on tärkeä keholle,, koska se on osa siitä järjestelmästä joka pitää yllä elinten ja solun funktioita. Sen kykyjen takia- kuten sen kyky stabilisoida solujen nestetasapainoa ja kyky omata antioksidanttivaikutuksia ja sen suhteellinen runsaus sydänlihaksessa - tämän aminohappoblogin kirjoittajat ovat päättäneet käsitellä myös tauriinin  aminohappojen yhteydessä.

"Taurine

Taurine is a byproduct of the sulphurous amino acids cysteine and methionine. Contrary to common belief, Taurine is in itself not an amino acid in the scientific sense, as it does not contain a carboxy group. It is therefore in fact an amino sulphonic acid.
Taurine is important for the body because of its part in the maintenance of organ and cell function. Because of its capabilities, such as being able to stabilize the fluid balance in the cells, its antioxidant effects and its relatively high presence in the heart muscles, we have decided to include it here."

• (suomennos jatkuu   TAURIINI ON SYDÄMELLE TÄRKEÄ

Aminosulfonihapon tauriinipitoisuus sydänlihassoluissa on merkitsevästi suurempi, kuin kaikkien  muiden aminohappojen.  Sydänlihaksen kaikkien aminohappojen altaasta sitä on korkein prosentuaalinen osuus: 50%.  Tällä tavalla tauriinilla on  antiarytmistä vaikutusta kuten positiivista inotrooppista vaikutusta sydämeen.  Se tarkoittaa, että se lisää sydämen supistusten ( contractions?)  säännöllisyysttä ja supistusvoimaa.  Verenpainetta säätelevien ominaisuuksiensa  ohella tauriinilisä voi olla hyödyllinen kolesterolin alentajana, koska tauriini stimuloi sappirakkoa.

"Taurine is important for the heart

The concentration of the amino sulphonic acid taurine in the heart muscle cells is significantly higher that of all of the other amino acids. At 50%, it is the highest percentage of the entire free amino acid pools in the heart. In this way, taurine has an anti-arrhythmic as well as a positive inotropic effect on the heart, meaning it increases the regularity and strength of the heart concentration. Besides the blood pressure regulating properties, supplementation with taurine can be useful to lower cholesterol levels, as taurine stimulates the gall bladder".


Loppukommenttini: Ihmisen kehon normaalin aineenvaihdunnan mukaan tauriinia kyllä on tai pitäisi olla  nuo tarvittavat korkeat pitoisuudet  tyypillisissä kudoksissa ja soluissa, mutta kuten tiedetään, ihmisen aineenvaihdunta on  jollain tavalla vinoutunut ja varsinkin cysteiinin ja metioniinin aineenvaihdunnassa on  monta vaihetta, jossa lääketieteellisesti ja ravintotieteellisesti  koetetaan pukata molekyylejä oikeille reiteille. Oikeiden reittien päätetuotteina sitten tauriinia onkin "normaalisti".

Paitsi kissoilla, jotka  luonnostaan syövät kissanruokaa saadakseen tauriinia.
Jos ihmiset alkavat  pica-pica- vilkuilla kissanruokahyllyille, voisi suositella naudanliha-ateriaa valkosipulin kera ainakin kerran pari  kuussa. Eikä ehkä ole liian usein syödä punasta lihaa kerran viikossakaan, mutta  niin tiheästi punaista lihaa käyttävällä voi esiintyä niveloireita, jos cysteiini-metioniini aineenvaihdunta ei toimi hyvin. johtuen puriini-pyrimidiini katabolian epätasapainosta esimerkiksi. ( tavallista sekin).

Silmän mykiön oksidatiivisesta stressistä ja tulehduslääkkeitten vaikutuksesta väitöskirja 2006 (A. Petersen)

Väitöskirja Petersen Anna. Oxidative stress and proteolysis in the lens- effects of anti-inflammatory drugs. ISBN 91-628-6746-6 Väitöstilaisuus 10.3.2006 Sahlgrenska Akademi Göteborgs universitet.

Silmän linssin oksidatiivinen stressi ja proteolyysi- Anti-inflammatoristen lääkkeitten vaikutus.

Abstraktin suomennosta

TAUSTA: Oksidatiivisella stressillä tiedetään olevan merkitystä iän mukana kehittyvän kaihin synnyssä.

TARKOITUS:Tämän väitöskirjatyön tarkoituksena on ollut selvittää proteolyysin redox-säätelyä ja anti-inflammatoristen lääkeaineitten oksidatiivisia ja antioksidatiivisia vaikutuksia ihmisen silmän linssin epiteelisoluissa (HLEC) ja hiiren intaktisssa linssissä.

MENETELMÄ: Tutkimuksisssa on nesteessä ollut fysiologiset olosuhteet, sokerin pitoisuus on vastannut 5,2 mmol. Sokeri ei ole ollut muuttujana. Ihmisen linssin epiteelisolut ja intaktit hiiren linssit altistettiin NSAID-lääkkeille kuten indometasiinille, diklofenakille, celekoksibille ja asetyylisalisyylihapolle, samoin glukokortikoidille dexametasoni. HLEC-soluihin kohdistettiin oksidatiivinen stressi (H2O2). Apoptoosia tutkittiin solutumista Hoechstin värjäysmenetelmällä ja kaspaasi-3 aktiviteettia mittaamalla. Soluihin järjestettiin superoksidianioinin (O2-) vaihtelevaa tuottumista (dihydroetiniumilla), peroksidien vaihtelevaa tuottumista (diklorofluoresiinidiasetaatilla) ja glutationin (GSH) vaihteluja ( monoklorobimanilla). Mitokondrioitten depolarisaatiota mitattiin jännitteelle herkällä värillä JC-1. Morfologiaa tutkittiin transmissio-elektronimikroskopialla (TEM). Kalpaiinin, proteosomin ja happamien lysosomaalisten proteaasien proteolyyttinen aktiviteetti mitattiin käyttämällä fluorogeenisia substraatteja.

TULOKSET: Matalapitoinen NSAID ja ASA suojasivat vetyperoksidin (H2O2) indusoimalta apoptoosilta HLEC-soluja, kun taas korkeat pitoisuudet olivat toksisia. Matalapitoisina NSAID ja ASA vähensivät superoksidianionin (O2-) ja peroksidin tuottumista sekä GSH:n vähenemistä oksidatiivisen stressin alaisissa HLEC-soluissa. Mutta ei voitu havaita mitään NSAID:n ja ASA:n antamaa suojaa vetyperoksidin (H2O2) indusoimaa mitokondriamembraanin depolarisaatiota vastaan. Deksametasoni lisäsi huomattavasti apoptoosia, mutta sillä ei ollut mitään vaikutusta superoksidin (O2-) tuottoon, GSH:n pitoisuuteen tai mitokondrian membraanipotentiaaliin. Vain korkein deksametasonipitoisuus (100 mikromoolia) osoitti kohonnutta peroksidin tuottoa. TEM-menetelmällä havaittiin deksametasonille altistettujen HLEC-solujen järjestyminen moniin kerroksiin, vakuolien muodostuminen ja elektronitiheitten multivesikulaaristen kappaleitten ilmestyminen näihin linssiepiteelisoluihin. 
 

Kehitettiin uusi metodi mitata hiiren intaktin linssin proteolyysi. Proteolyyttistä aktiviteettia stimuloitiin solun sisäistä kalsiumpitoisuutta kohottamalla. ( ionomysiinin lisäyksellä). Proteosomin inhibiittori lactacystiini vähensi huomattavasti proteolyysiä. Sen sijaan kalpaiinin inhibiittorit ja lysosomaalisten entsyymien inhibiittorit eivät vähentäneet proteolyysiä. Kaikki proteosomin kolme pääpeptidaasia HLEC-lysaatissa vaikuttuivat, kun niitä inkuboitiin joko redusoidulla (GSH) tai oksidoidulla (GSSG) glutationilla; Kymotrypsiinin kaltaiset ja peptidyyliglutamyyli-peptidaasin kaltaiset aktiviteetit antoivat samankaltaisen vasteen kun lisättiin GSH:ta. Mutta trypsiininkaltainen aktiviteetti inhiboitui, kun GSH lisättiin. Mutta kun lisättiin GSSG, kaikkien kolmen peptidaasin aktiviteetti inhiboitui. Mutta jos samanaikaisesti inkuboitiin redusoivan aineen ditiotreitolin kera, kumoutui GSSG:n estovaikutus.

Vetyperoksidin (H2O2) aiheuttama oksidatiivinen stressi vähensi huomattavasti HLEC-soluviljelmissä proteosomin pääasiallista peptidaasiaktiviteettia. Kun intakteja hiiren linssisoluja inkuboitiin vetyperoksidin vaikutuksen alaisina, havaittiin proteosomissa taipumus kymotrypsiiniaktiviteetin vähenemiseen ja alentuneisiin GSH-pitoisuuksiin.

JOHTOPÄÄTÖKSENÄ on, että NSAID ja ASA (VAIN matalin pitoisuuksin) suojaavat apoptoosilta oksidatiivisen stressin alaisia ihmisen linssin epiteelisoluja antioksidatiivisin aktioin. Steroideille altistuneet ihmisen linssin epiteelisolut osoittivat soluviljelmissä solujen kertymistä kerroksiin ja apoptoosin lisääntymistä, mikä viittaa häiriintyneeseen differentiaatioon, häiriintyneeseen proliferaatioon ja häiriintyneeseen migraatioon, mitkä ovat mahdollinen mekanismi steroidien aiheuttaman kataraktan kehittymisessä. Solun sisäinen redoxstatus säätelee tiukasti linssin epiteelisolujen proteolyysin.

(Tekstiosasta:

Solujen GSH/GSSG-suhde on tärkeä proteosomin säädössä. 20S proteosomi on osana ubikitiini-proteosomitietä (UPP), jota pidetään tärkeänä oksidoituneitten tai muuten vaurioituneitten, iän mukana kehkeytyvien proteiinien poistamisessa. Oksidoituminen on tavallinen ikääntymisilmiö, samoin vetyperoksidin lisääntyvä osuus kaihiintuvassa silmässä- jolle C- ja E-vitamiini taas ovat vastavaikuttavia ja suojaavia antioksidantteja). Silmän linssillä on useita suojajärjestelmiä oksidatiivista stressiä vastaan , eräs tärkeimmistä on glutationisysteemi, GSH. Korkea GSH-pitoisuus voi ylläpitää linssiproteiineissa reduktiotilaa ja samalla essentiellisti suojata sisä- ja ulkosyntyisiä vapaita happiradikaaleja vastaan). 

 Suomennos 10.3. 2006 lb

Plasman kokonaiscysteiinipitoisuudet (Väitöskirja)

http://circ.ahajournals.org/content/103/21/2544.full

• Clinical Investigation and Reports

Plasma Total Cysteine as a Risk Factor for Vascular Disease

The European Concerted Action Project Lina El-Khairy et al.

Abstract

Background—Elevated plasma total homocysteine (tHcy) is a risk factor for cardiovascular disease. Although cysteine is structurally similar and metabolically linked to tHcy, its relation to the risk of cardiovascular disease has received little attention. We studied the relation between plasma total cysteine (tCys) levels and the risk of vascular disease in the coronary, cerebral, and peripheral vessels.

Methods and Results—This case-control study included 750 patients with vascular disease and 800 age- and sex-matched control subjects recruited from 19 centers in 9 European countries. Conventional risk factors for cardiovascular disease were recorded. In addition, plasma levels of tCys, tHcy, folate, B₆, B₁₂, and creatinine were measured. Overall, a U-shaped relationship was observed between tCys and risk of vascular disease. With the middle range of 250 to 275 μmol/L tCys used as the reference category, the adjusted risk of vascular disease at low (≤225 μmol/L) tCys levels was 2.1 (95% CI 1.2 to 3.6), and the risk at high (>300 μmol/L) tCys levels was 1.6 (95% CI 1.1 to 2.3). Different shapes of the dose-response relationship were seen for the 3 vascular disease categories. The relation with peripheral vascular and cerebrovascular disease was U-shaped, whereas a weak positive relation was observed with coronary heart disease.

Conclusions—Our data show a significant U-shaped relationship between tCys and cardiovascular disease after adjustment for tHcy, creatinine, and other cardiovascular disease risk factors.

Key Words:

• cardiovascular diseases
• amino acids
• risk factors

Väitöskirja ( M Penkowa) metallotioniineista 2006

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1742-4658.2006.05207.x/full

Olen tehnyt tästä väitöskirjasta suomennostakin itselleni.   Asetin suomennoksen Veri ja hyytyminen- blogiin, koska siinä mainittiin metallotioniineille mahdollinen osuus angiogeneesissä ja angiostaattisuudessa.

Miksi tupakanpoltto on silmän verkkokalvon paha haitta?

 Yksi osasyy:
Sinkki (Zn)  ja Kadmium (Cd)   käyttävät samoja aineenvaihdunnallisia  reittejä kehossa. Sinkki on essentielli mineraali ja sillä on tavattoman paljon tekemistä  ihmiskehon  parin tuhannen proteiinin ja lukuisten  säätelyteitten kanssa, mutta cadmium on raskasmetallimyrkky, jota  tulee mm tupakasta.
Metallitioneiini (MT) on yksi sinkkiproteiini, joka koettaa  avustaa ja suojata  kehoproteiinijärjestelmää, mutta kadmium voi napata sen ja hankaluus on siinä, että  sen avulla cadmium  jää kertymään kehoon ja haittamaan  vaikeutunutta  antioksidatiivista puolustusta -  ja samalla sinkkivarat vähenevät ja sinkin  tiukka homeostaasi  alkaa ontua yhä pahemmin.Sinkistä itsestäååän extrasellulaaritilassa tulee myös myrkyllinen, jos sitä ei saa säätymään aitioihinsa.

  Ainoastaan täysin  tupakansavuton miljöö on suositeltava silmän verkkokalvon kannalta.
Yksi esimerkki metallotioniinin (MT) ongelmista  cadmiumin (Cd) suhteen.


 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/488031

 LÄHDE:

Environ Health Perspect. 1979 Feb;28:131-6.Metallothionein synthesis and degradation: relationship to cadmium metabolism.

Cousins RJ.

Tiivistelmä, Abstract

•  Metallotioniini on integraalinen komponentti siinä mekanismissa, mikä säätelee kadmiumin ja sinkin aineenvaihduntaa ihmiskehosssa. Metallotioniiniproteiinin synteesi voi kokeellisesti  indusoitua, aiheutua siitä, jos jompaa kumpaa metallia (Zn, Cd)  injisoidaan kehoon.
•  Maksan polysomeissa lisääntyy metallotioneiinin mRNA ( lähetti-mRNA) vähän aikaa sen jälkeen kun infusoitua metallia, sinkkiä tai cadmiumia, on  saapunut maksasoluun ( hepatosyyttiin) 
•  Kun riittävä määrä täta poly(A+)  lähetti mRNA:ta on syntetisoitunut  alkaa seurata metallotioneiinin (Mt)biosynteesi ja metalliin  sitoutuminen. 
•  Metallotioniinin hajominen- päinvastoin kuin synteesi- on huomatavasti riippuvainen  sitoutuneen metalliatomin lajista.
• in vivo ja in vitro- tekniikoilla on pystyttä  osoittamaan metallotioniinin vastustuskykyisyys hajotusprosessia vastaan.  Se hajoaa seuraavassa järjestyksessä: tioneiini (Mt) on  heikommin vastustuskykyinen kuin  sinkkimetallitioneiini (zN(7)-mT)  ja tämä taas on heikommin vastustuskykyinen kuin kadmium-metallitioneiini.
• Lisäksi havaittiin, että  siten kun kadmium-metallotioneiinin polypeptidi oli hajoamassa,, niin vapautuneet cadmiumit  inkorpoituivat nopeasti uusiin vastasyntyneisiin tioneiiniketjuihin. Tästä voi käsittää, miksi  maksan ja munuaisen  kadmiumpitoisuus kohoaa iän mukana ja ympäristöaltistuksesta.
• Koska sekä sinkki että cadmium siotutuvat metallothioneiiniin, on ilmeistä, että  sitoutumiskohta  antaa  tässä indusoituvassa proteiinilajissa paikkaa sinkin ( ravintotekijän) ja cadmiumin(  miljöösaasteen)  väliselle interaktiolle.

Metallothionein is an integral component of the mechanism that regulates the metabolism of cadmium and zinc. The synthesis of this protein can be "induced" by oral or parenteral administration of either metal. The metallothionein mRNA content of liver polysomes is increased shortly after an influx of small amounts of either metal into hepatocytes. After sufficient amounts of this poly (A+) RNA have been synthesized, there is a concomitant increase in metallothionein biosynthesis and metal binding. Unlike synthesis, the degradation of metallothionein is markedly influenced by the species of metal bound. 

By using in vivo and in vitro techniques, it has been possible to demonstrate that resistance of metallothionein to degradation follows the order: thionein less than zinc metallothionein less than cadmium metallothionein. Moreover, while the polypeptide chains of cadmium metallothionein are degraded, it appears that liberated cadmium ions are quickly incorporated into nascent chains of thionein. The latter explains why the cadmium content of liver and kidney increases with age and environmental exposure. Since both zinc and cadmium bind to metallothionein, it appears that the binding sites provided by this inducible species provide a locus for interaction between zinc, a nutrient, and cadmium, an environmental contaminant.

PMID:488031 [PubMed - indexed for MEDLINE]

PMCID: PMC1637496

Free PMC Article

Kommentti
Tästä näkee että sinkki joutuu helposti alakynteen.  cadmium kuuluu niihin  saasteisiin, jotka  nykyajan ihminen on itse itselleen ottanut taakakseen.  On aika vaikea  auttaa tässä kehosinkkiä, sillä sinkin liian suuret määrät ovat myrkyllisiä. Pieni hitunen  sinkkiä taas on hyödyksi.
 http://www.fineli.fi/topfoods.php?compid=2282&fuclass=all&specdiet=none&items=50&from=top&portion=100g&lang=fi
 Keho ei pysty ottamaan niitä vastaan ja jos samalla  ei vähennetä cadmium rasitusta,  tulevat molemmat myrkyllisiksi. Hyvä että on  tehty suuri työ täällä Pohjoismaissa  tupakansavun  vähentämiseksi miljööstä  Se voi näkyä esim  iho- ja silmäterveyden parantumisena  jonkin ajan kuluttua.  Mutta on muitakin cadmiumlähteitä kuin tupakka. esim.  sellainen  animaalinen  ravinto, mikä on elimestä joka kerryttää kadmiumia.
 Sellaista  ruokaa pitaisi  harvemmin käyttää ja siinä yhteydessä, kun käyttää,  lie hyvä ajatella myös sinkkipitoista  ravintoa.
 http://www.naturvardsverket.se/Sa-mar-miljon/Manniska/Miljogifter/Metaller/Kadmium/

Abeetan vähentämiseen verkkokalvosta etsitään muitakiin teitä kuin "metallotioniinitie".

Syklodekstriinimolekyylistä  Wikipediatieto:  http://en.wikipedia.org/wiki/Cyclodextrin

Tässä ollaan siirtymässä uudelle indikaatioalueelle: Mitenkähän tiedemiesten päähän juolahti kokeilla tätä molekyyliä retinasakan  terapiaan?)

LÄHDE:  Exp Eye Res. 2015 Apr 25;135:59-66. doi: 10.1016/j.exer.2015.03.023. [Epub ahead of print]  Topical cyclodextrin reduces amyloid beta and inflammation improving retinal function in ageing mice.

Hoh Kam J¹, Lynch A¹, Begum R¹, Cunea A¹, Jeffery G².

Tiivistelmä, Abstract

•  Verkkokalvon ikääntyminen johtaa krooniseen tulehdukseen, solunulkoiseen sakkaan, johon sisltyy myös  amyloidi beetaa, Abeeta-sakkaa ja näön huononemista.

Ihmisessä tämä ikääntyminen saattaa johtaa AMD- tautiin, iästä riippuvaan makuladegeneraatioon, joka ei ole parannettavissa.   Terapioissa on kohdistuttu systeemiseen immunoterapiaan ilman että  Abeeta  vähenee.    Tässä  tutkijat osoittavat eläinkokeitten avulla miten  2-OH-propyyli- beta- syklodextriini-silmätipoilla  sokerimolekyylisillä silmätipoilla,  kolmessa kuukaudessa saatiin aikaan  Abeetan määrässä 65% vähenemä ja tulehduksessa  75% vähenemä   ihmisen AMD- tautia vastaavassa koe-eläinmallissa . Lisäksi  annetut silmätipat  saivat aikaan  retinan pigmenttiepiteelin  spesifisen proteiinin  65 (RPE65) kohonneita pitoisuuksia - tämä molekyyli on  avainmolekyyli näkemisen syklissä ikääntyvässä verkkokalvossa. Näistä muutoksista  seurasi  merkitsevä paraneminen  verkkokalvofunktioissa fysiologisesti mitattuna.
2-OH-propyl-beta-syklodecxtriini  on tehokas vähentämään  Abeetan määriä  ja tulehdusta ( komplementtitekijä H) poistogeenisessä hiiressä, jolla ilmeni pitkälle kehittyneet  ikämuutokset ja  joka on katsottu soveltuvaksi AMD -malliksi.
 Beta-syklodextriini on  ekonomisesti edullinen, turvallinen ja saattaa olla  tehokas keino vähentämässä  verkkokalvon ikääntymisen aiheuttamaa haittaa. .

Retinal ageing results in chronic inflammation, extracellular deposition, including that of amyloid beta (Aβ) and declining visual function. In humans this can progress into age-related macular degeneration (AMD), which is without cure. Therapeutic approaches have focused on systemic immunotherapies without clinical resolution. Here, we show using aged mice that 
2-Hydroxypropyl-β-cyclodextrin, a sugar molecule given as eye drops over 3 months results in significant reductions in Aβ by 65% and inflammation by 75% in the aged mouse retina. It also elevates retinal pigment epithelium specific protein 65 (RPE65), a key molecule in the visual cycle, in aged retina. These changes are accompanied by a significant improvement in retinal function measured physiologically. 2-Hydroxypropyl-β-cyclodextrin is as effective in reducing Aβ and inflammation in the complement factor H knockout (Cfh^-/-) mouse that shows advanced ageing and has been proposed as an AMD model. β-cyclodextrin is economic, safe and may provide an efficient route to reducing the impact of retinal ageing.

Copyright © 2015. Published by Elsevier Ltd.

KEYWORDS:

Cyclodextrin; Lipid; RPE65; Retinal ageing; Retinal amyloid beta; Retinal inflammation

Voiko aivojen metallotioneiini Zn (7)MT3 suojata neuroneita Abeta- kuparijoni -aggrekaateilta?

Ihmisen aivoille tyypillinen metalloproteiini MT-3 suojaa neuronaaliseslta sytotoksisuudelta, jota aiheuttaa  Abeeta(1-47)-kuparijonin kanssa

LÄHDE: J Biol Inorg Chem. 2013 Jan;18(1):39-47. doi: 10.1007/s00775-012-0947-3. Epub 2012 Oct 21. The molecular mechanism for human metallothionein-3 to protect against the neuronal cytotoxicity of Aβ(1-42) with Cu ions. Luo Y¹, Xu Y, Bao Q, Ding Z, Zhu C, Huang ZX, Tan X.

TIIVISTELMÄ Abstract

•  Abeeta-aggrekaatio ja sytotoksisuus redoxaktiivisten metallien kanssa osallistuu  Alzheimerin taudin progredioitumiseen neuroneissa. Ihmisen metallotioneiini  (MT)3 ilmenee vahvasti normaalissa ihmisaivossa, mutta Alzheimerin taudissa se on alassäätynyt.  Zn(7)MT3 voi suojata abeetan hermotoksisuutta vastaan estämällä abeetan kuparivälitteisen aggrekoitumisen , poistamalla reaktiivisten happilajien tuotannon ja sitä johtuvan solumyrkyllisyyden. Tässä tutkimuksessa tutkijat pyrkivät ratkaisemaan  alfa/beeta yksidomaanisen Zn(7) MT3 roolin   ja sen  alfa-beeta- domaanien välisen interaktion määrittääkseen millä suojamekanismilla  se voi vastavaikuttaa Abeeta(1-42) ja kuparijonien  aiheuttamaan neuronaaliseen toksisuuteen.

Aggregation and cytotoxicity of Aβ with redox-active metals in neuronal cells have been implicated in the progression of Alzheimer disease. Human metallothionein (MT) 3 is highly expressed in the normal human brain and is downregulated in Alzheimer disease. Zn(7)MT3 can protect against the neuronal toxicity of Aβ by preventing copper-mediated Aβ aggregation, abolishing the production of reactive oxygen species (ROS) and the related cellular toxicity. In this study, we intended to decipher the roles of single-domain proteins (α/β) and the α-β domain-domain interaction of Zn(7)MT3 to determine the molecular mechanism for protection against the neuronal cytotoxicity of Aβ(1-42) with copper ions.

• Tutkijat valmistivat alfa -ja beta- yksidomaanisia proteiineja, heterozygootin beta(MT3)-alfa(MT1) ja   linkityn  lyhennetyn  delta 31- 34 mutantin ja luonnehtivat ne.  Sitten he katsoivat  Ab-(1-42)-Cu(2+) välitteisiä aggrekoitumisia ilman  Zn(7)MT3 proteiineja ja niitten kanssa, tarkkasivat  reaktiivisten happilajien tuotannon ja mittasivat solutoksisuuden---
• Zn(7)MT3 beta-domaani ei pysty  poistamaan Abeta(1-42)-Cu(2+)- aggrekoitumista eikä beta tai alfa-domaani yksinään pystynyt  estämään reaktiivisten happilajien tuotantoa, jota  seurasi AbetaCu(2+) redoxsyklistä.
•  Mutta kuten luonnollinen  Zn(7)MT3 samoin myös heterotsygootti β(MT3)-α(MT1) osoittivat voivansa lieventää Abeta (1-42) aggrekoitumista ja neuronien oksidatiivista stressiä. Sentakia  kaksi domaania linkittynä  lys-lys-ser-avulla  muodostaa ko-operatiivisen yksikön, jossa kumpikin osa on  välttämätön metallotioneinin   bioaktiivisuudelle.  Alfa-domaanilla on tärkeä osuus metallitiolaattirykelmän  stabiliteetin moduloimisessa ja alfa-beta domaanien keskinen interaktio linkin kautta on kriittinen aivosuojavaikutuksessa.

With this in mind, the α and β single-domain proteins, heterozygous β(MT3)-α(MT1), and a linker-truncated mutant ∆31-34 were prepared and characterized. In the presence/absence of various Zn(7)MT3 proteins, the Aβ(1-42)-Cu(2+)-mediated aggregation, the production of ROS, and the cellular toxicity were investigated by transmission electron microscopy, ROS assay by means of a fluorescent probe, and SH-SY5Y cell viability, respectively.

 The β domain cannot abolish Aβ(1-42)-Cu(2+)-induced aggregation, and neither the β domain nor the α domain can quench the production of ROS because of the redox cycling of Aβ-Cu(2+). Similarly to wild-type Zn(7)MT3, the heterozygous β(MT3)-α(MT1) possesses the characteristic of alleviating Aβ(1-42) aggregation and oxidative stress to neuronal cells. Therefore, the two domains through the linker Lys-Lys-Ser form a cooperative unit, and each of them is indispensable in conducting its bioactivity. The α domain plays an important role in modulating the stability of the metal-thiolate cluster, and the α-β domain-domain interaction through the linker is critical for its protective role in the brain.

PMID:

23086305

[PubMed - indexed for MEDLINE]                    Suom. 6.5. 2015