| Selenocystein | |||
|---|---|---|---|
| | |||
| Allmän | |||
| Förkortningar | sek | ||
| Chem. formel | C3H7NO2Se _ _ _ _ _ _ | ||
| Fysikaliska egenskaper | |||
| Molar massa | 168,053 g/mol g/ mol | ||
| Klassificering | |||
| Reg. CAS-nummer | 10236-58-5 | ||
| PubChem | 25076 | ||
| Reg. EINECS-nummer | 808-428-7 | ||
| LEDER | N[CH](C[SeH])C(O)=0 | ||
| InChI | InChI=1S/C3H7NO2Se/c4-2(1-7)3(5)6/h2.7H,1.4H2,(H.5.6)/t2-/m0/s1ZKZBPNGNEQAJSX-REOHCLBHSA-N | ||
| CHEBI | 16633 | ||
| ChemSpider | 23436 | ||
| Data baseras på standardförhållanden (25 °C, 100 kPa) om inget annat anges. | |||
| Mediafiler på Wikimedia Commons | |||
Selenocystein (förkortat Sec eller U , i gamla publikationer även Se-Cys [1] ) är den 21:a proteinogena aminosyran , en analog av cystein med ersättning av en svavelatom med en selenatom (det vill säga svavlet) -innehållande tiolgrupp ersätts med en selenhaltig selenolgrupp). Ingår i det aktiva centret av enzymet glutationperoxidas , såväl som i sammansättningen av selenoproteiner [2] , deiodas och några andra proteiner . På mRNA kodas selenocystein av UGA-termineringskodonet , förutsatt att det följs av en specifik stimulerande nukleotidsekvens .
Selenocystein upptäcktes först i Clostridium-bakterier 1972 av biokemisten Thressa Stadtman från US National Heart, Lung, and Blood Institute (US National Institutes of Health ) [3 . Senare visade hon och kollegor selenocysteins viktiga roll i bildandet av många andra enzymer och dess deltagande i mänsklig metabolism.
Strukturen för selenocystein liknar den för cystein, med den enda skillnaden att svavelatomen i den ersätts av en selenatom, vilket bildar en selenolgrupp som deprotoneras vid fysiologiska pH -värden . Proteiner som innehåller en eller flera selenocysteinrester kallas selenoproteiner . De har katalytisk aktivitet på grund av selenocysteins biokemiska aktivitet, vilket är anledningen till att de kallas selenoenzymer . I selenoenzymer vars struktur har beskrivits, hittades tripletter av aminosyror med katalytisk aktivitet , som bestämmer nukleofilicitet för det aktiva stället för selenocystein.
Selenocystein har en lägre dissociationskonstant än cystein (5,47) och en högre reduktionspotential . På grund av dessa egenskaper är selenocystein involverat i proteiner med antioxidantaktivitet [ 4] .
Till skillnad från andra aminosyror som finns i proteiner har selenocystein inte sitt eget specifika kodon i den genetiska koden [5] . Det kodas faktiskt på ett speciellt sätt av UGA-kodonet, som vanligtvis är ett stoppkodon . Denna mekanism kallas translationell omkodning [6] och dess effektivitet beror på det syntetiserade selenoproteinet och translationsinitieringsfaktorer [7] . Om celler lever i frånvaro av selen, slutar translationen av selenoproteinet vid UGA-kodonet, vilket leder till bildandet av ett "stympat", icke-funktionellt enzym. UGA-kodonet kodar för selenocystein om mRNA innehåller selenocysteininsertionssekvensen ( SECIS-element, SECIS ) . SECIS-elementet kan identifieras av de karakteristiska nukleotidsekvenserna och egenskaperna hos den sekundära strukturen av mRNA i regionen av detta element. I bakterier finns SECIS-elementet omedelbart efter UGA-kodonet (i samma läsram som det ) [8] . I archaea och eukaryoter är SECIS belägen i den 3 ' oöversatta regionen ( 3' UTR ) och kan få flera UGA-kodon att koda för selenocystein [9] .
En annan skillnad mellan selenocystein och standardaminosyror är att det inte finns i fri form inuti cellen, eftersom dess höga reaktivitet kan skada cellen. Istället lagrar cellen selen i form av mindre aktiv selenid (H 2 Se). Syntes av selenocystein utförs på specialiserade tRNA , som också inkluderar det i den växande peptidkedjan . De primära och sekundära strukturerna för selenocysteinspecifika tRNA, Sec tRNA , skiljer sig från de för standard tRNA i flera avseenden. Således innehåller acceptorregionen 8 baspar i bakterier och 10 i eukaryoter, en längre T-loop ; dessutom kännetecknas tRNA Sec av substitution av flera ganska konservativa baspar. Sec tRNA binder initialt till serin med hjälp av enzymet seryl-tRNA-ligas, men det resulterande Ser-tRNA Sec -komplexet går inte in i translation eftersom det inte känns igen av normala translationsfaktorer (EF-Tu i bakterier och eEF1A i eukaryoter). Den tRNA-bundna serinresten omvandlas till en selenocysteinrest av det pyridoxalinnehållande enzymet selenocysteinsyntas . Slutligen binder det resulterande Sec-tRNA Sec -komplexet specifikt till en alternativ translationsfaktor (SelB eller mSelB (eller eEFSec)), som levererar det på ett riktat sätt till ribosomen , som översätter mRNA för selenoprotein. Specificiteten för denna leverans beror på närvaron av en ytterligare proteindomän ( i bakterier, SelB) eller en ytterligare subenhet (SBP2 för eukaryot mSelB/eEFSec) som binder till motsvarande sekundära mRNA-strukturelement som bildas av SECIS-elementet.
Hos människor är 25 selenoproteiner kända [10] .
Selenocysteinderivat γ-glutamyl-Se-metylselenocystein och Se-metylselenocystein är kända i naturen i växter av lök ( Allium ) och kål ( Brassica ) släkten [11] .
Bioteknologiska tillämpningar av selenocystein inkluderar användningen av 73Se isotop märkt Sec ( halveringstid 7,2 timmar) i positronemissionstomografi , såväl som 75Se innehållande Sec (halveringstid 118,5 dagar) för radioaktiv märkning. Selenocystein ensamt eller selenocystein i kombination med selenometionin (SeMet) för att underlätta bestämningsfasen med användning av anomal dispersion med flera våglängder i röntgendiffraktionsanalys av proteiner. Det är möjligt att inkludera en stabil isotop 77 Se, vars kärnspinn är ½, för högupplöst kärnmagnetisk resonans [2] .
| Aminosyror | |
|---|---|
| Standard | |
| icke-standard | |
| se även | |