Selenoproteiner är proteiner som innehåller en eller flera rester av den selenhaltiga aminosyran selenocystein (Se-Cys). Bland selenoproteinerna vars funktioner har beskrivits finns 5 glutationperoxidaser och 3 tioredoxinreduktaser som endast innehåller en selenocysteinrest [1] . Selenoprotein P är det vanligaste plasmaselenoproteinet . Dess struktur är något ovanlig, eftersom den hos människor innehåller 10 selenocysteinrester, som är grupperade i 2 domäner : en - lång - domän belägen vid N-terminalen av polypeptidkedjan , innehåller 1 selenocysteinrester, den andra - kort - ligger vid C-terminalen och inkluderar 9 rester av selenocystein. Den långa domänen är sannolikt en enzymatisk domän, medan den korta domänen tros vara ansvarig för säker transport av mycket reaktivt selen genom hela kroppen [2] [3] .
Selenoproteiner finns i representanter för alla tre domänerna: eukaryoter , archaea och bakterier . Från eukaryoter är selenoproteiner ganska vanliga hos djur , men de är sällsynta eller helt frånvarande i representanter för andra riken (ett selenoprotein isolerades från grönalgen Chlamydomonas , men detta gjordes inte i andra växter och svampar ). I bakterier och archaea är det bara vissa fylogenetiska grupper som har selenoproteiner, medan de i de flesta är helt frånvarande. Dessa slutsatser gjordes på basis av sekvensering och analys av hela genom , som visade närvaron eller frånvaron av huvud- och hjälpgener som är ansvariga för syntesen av selenoproteiner i respektive organism.
Förutom selenocysteininnehållande selenoproteiner är ett antal bakteriella selenoproteiner kända där selenatomen är bunden icke-kovalent . De flesta av dessa proteiner tros innehålla en selenidligand till kofaktorn molybdopterin vid deras aktiva ställen . Dessa proteiner inkluderar nikotinatdehydrogenas [ Eubacterium barkeri , såväl som xantin-dehydrogenas . Selen kan också inkorporeras i modifierade kvävebaser i tRNA (som 2-seleno-5-metylaminometyluridin ) .
Slutligen kan selen hittas i proteiner som en del av aminosyran selenometionin , som ibland slumpmässigt ersätter metionin . Proteiner som innehåller sådant ospecifikt insatt selenometionin anses inte som selenoproteiner. Att ersätta alla metioninrester med selenometioninrester används emellertid i stor utsträckning för att lösa fasproblemet röntgendiffraktionsanalys , som används för att bestämma den rumsliga strukturen hos proteiner. Även om ersättning av metionin mot selenometionin inte medför allvarliga konsekvenser (åtminstone i bakterier), är den ospecifika insättningen av selenocystein i stället för cystein extremt giftig. Detta kan förklara närvaron av en ganska komplex väg för biosyntesen av selenocystein och dess införande i selenoprotein, vilket undviker förekomsten av fria aminosyror som mellanprodukter. Därför, även om selenocysteininnehållande selenoprotein kommer in i kroppen med mat, måste selenocystein först sönderdelas för att kunna användas som selenkälla, sedan syntetiseras nytt selenocystein och ingår redan i selenoproteinet.
Selen är ett viktigt element för djur, inklusive människor. Hittills har cirka 25 olika selenocysteininnehållande selenoproteiner beskrivits i mänskliga celler och vävnader. Eftersom brist på selen berövar cellen förmågan att syntetisera selenoproteiner, beror de effekter som är förknippade med otillräckligt intag av selen på frånvaron av ett eller flera specifika selenoproteiner i kroppen. Tre selenoproteiner, TR1 , TR3 och GPx4 , har faktiskt visat sig vara väsentliga i möss. Å andra sidan har för mycket selen i maten toxiska effekter och orsakar förgiftning. Tröskeln mellan nödvändiga och toxiska koncentrationer av selen är ganska snäva.
Humana selenoproteiner inkluderar: