سلفوكسيد الميثيونين

📅 آخر تحديث: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

ميثيونين سلفوكسيد هو المركب العضوي الذي صيغته CH 3 S(O)CH 2 CH 2 CH(NH 2 )CO 2 H. وهو حمض أميني يوجد بشكل طبيعي على الرغم من أنه يتكون بعد الترجمة .

تؤدي أكسدة الكبريت في الميثيونين إلى تكوين سلفوكسيد الميثيونين أو سلفون الميثيونين . يُعدّ كل من الميثيونين والسيستين ، وهما من الأحماض الأمينية المحتوية على الكبريت ، أكثر عرضةً للأكسدة من الأحماض الأمينية الأخرى. [ 1 ] [ 2 ] على عكس أكسدة الأحماض الأمينية الأخرى، يمكن عكس أكسدة الميثيونين بفعل الإنزيمات، وتحديدًا بواسطة إنزيمات عائلة مختزلة سلفوكسيد الميثيونين. مختزلات سلفوكسيد الميثيونين الثلاثة المعروفة هي MsrA و MsrB وfRmsr. [ 2 ] ينتج عن أكسدة الميثيونين خليط من المتصاوغين الفراغيين ، وهما سلفوكسيد-S الميثيونين وسلفيد-R الميثيونين، واللذان يُختزلان بواسطة MsrA وMsrB على التوالي. [ 3 ] يستطيع MsrA اختزال كل من ميثيونين-S-سلفوكسيد الحر والبروتيني، بينما يختص MsrB باختزال ميثيونين-R-سلفوكسيد البروتيني. أما fRmsr، فيحفز اختزال ميثيونين-R-سلفوكسيد الحر. [ 2 ] يعمل الثيوريدوكسين على إعادة تدوير بعض إنزيمات عائلة مختزلة ميثيونين سلفوكسيد عن طريق الاختزال، بينما يمكن اختزال إنزيمات أخرى بواسطة الميثالوثيونين . [ 4 ]

الوظيفة الكيميائية الحيوية

يزداد مستوى سلفوكسيد الميثيونين (MetO)، وهو الشكل المؤكسد لحمض الميثيونين الأميني (Met)، مع التقدم في العمر في أنسجة الجسم، ويعتقد البعض أن هذا يساهم في الشيخوخة البيولوجية . [ 5 ] [ 6 ] يمكن أن يؤدي أكسدة بقايا الميثيونين في بروتينات الأنسجة إلى طيها بشكل خاطئ أو جعلها غير وظيفية. [ 5 ] وبشكل فريد، تعمل مجموعة إنزيمات مختزلة سلفوكسيد الميثيونين (Msr) مع الثيوريدوكسين لتحفيز الاختزال الإنزيمي وإصلاح بقايا الميثيونين المؤكسدة. [ 5 ] علاوة على ذلك، تنخفض مستويات مختزلة سلفوكسيد الميثيونين A (MsrA) في الأنسجة المتقدمة في السن لدى الفئران، وترتبط بأمراض الشيخوخة لدى البشر. [ 5 ] وبالتالي، هناك أساس منطقي للاعتقاد بأن الحفاظ على بنية MsrA، وزيادة مستوياته أو نشاطه، قد يبطئ من معدل الشيخوخة.

في الواقع، أظهرت ذبابات الفاكهة المعدلة وراثيًا التي تُفرط في التعبير عن إنزيم مختزلة سلفوكسيد الميثيونين عمرًا أطول . [ 7 ] مع ذلك، كانت آثار الإفراط في التعبير عن MsrA في الفئران غير واضحة. [ 8 ] يوجد MsrA في كل من السيتوسول والميتوكوندريا المنتجة للطاقة ، حيث تُنتَج معظم الجذور الحرة الداخلية في الجسم . لم يكن لزيادة مستويات MsrA وراثيًا في السيتوسول أو الميتوكوندريا تأثير يُذكر على متوسط ​​العمر وفقًا لمعظم الاختبارات الإحصائية القياسية، وربما أدى ذلك إلى وفيات مبكرة في الفئران التي تم التعبير عن MsrA فيها بشكل خاص في السيتوسول، على الرغم من أن منحنيات البقاء على قيد الحياة أشارت إلى زيادة طفيفة في الحد الأقصى للبقاء (90%)، كما أظهر التحليل باستخدام اختبار بوشلو الدقيق، وهو اختبار ذو حدين مصمم لاختبار التباين الشديد. [ 8 ]

يُعدّ تأكسد الميثيونين بمثابة مفتاح يُعطّل بعض أنشطة البروتينات، مثل البروتين الريبوسومي L12 في بكتيريا الإشريكية القولونية. [ 9 ] تميل البروتينات التي تحتوي على كميات كبيرة من بقايا الميثيونين إلى التواجد داخل الطبقة الدهنية الثنائية، نظرًا لأن الميثيونين من أكثر الأحماض الأمينية كراهيةً للماء. وبالتالي، فإن بقايا الميثيونين المعرضة للبيئة المائية الخارجية تكون عرضةً للتأكسد. تميل البقايا المؤكسدة إلى التجمع حول الموقع النشط، وقد تحجب الوصول إلى هذا الموقع عن أنواع الأكسجين التفاعلية. بمجرد تأكسدها، تُختزل بقايا MetO مرة أخرى إلى ميثيونين بواسطة إنزيم مختزلة سلفوكسيد الميثيونين. وهكذا، تحدث دورة تأكسد واختزال، حيث تتأكسد بقايا الميثيونين المكشوفة (على سبيل المثال، بواسطة بيروكسيد الهيدروجين H₂O₂ ) إلى بقايا سلفوكسيد الميثيونين، والتي تُختزل بدورها. [ 10 ]

ميثيونين (بروتين) + H₂O₂ → سلفوكسيد الميثيونين ( بروتين) + H₂O

ميثيونين سلفوكسيد ( بروتين) + NADPH + H⁺ → ميثيونين (بروتين) + NADP⁺ + H₂O

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ بين، ب؛ هوانغ، ر؛ تشو، ش (2017). "مقاومة الأكسدة للأحماض الأمينية الكبريتية: الميثيونين والسيستين" . مجلة البحوث الطبية الحيوية الدولية . 2017 9584932. doi : 10.1155/2017/9584932 . PMC 5763110. PMID 29445748 .  
  2. 1 2 3 لي بي سي، ديكي أ، كيم إتش واي، غلاديشيف في إن (2009). "وظائف وتطور اختزالات بروتين سلفوكسيد ميثيونين سلفوكسيد" . الكيمياء الحيوية والفيزياء الحيوية اكتا (BBA) - مواضيع عامة . 1790 (11): 1471–1477 . دوى : 10.1016/j.bbagen.2009.04.014 . بمك 3062201 . بميد 19406207 .  
  3. ↑ كيم، هـ. ي.، وجلاديشيف، ف. ن. (2004). "اختزال سلفوكسيد الميثيونين في الثدييات: توصيف مختزلات سلفوكسيد الميثيونين-R" . علم الأحياء الجزيئي للخلية . 15 (3): 1055-1064 . doi : 10.1091/mbc.E03-08-0629 . PMC 363075. PMID 14699060 .  
  4. ↑ ساغر د، برونيل د، هيتمانسيك ج ف، كانتورو م، بروت ن، فايسباخ هـ (2006). " يمكن أن يعمل الثيونين كعامل مختزل لإنزيمات اختزال سلفوكسيد الميثيونين" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 103 (23): 8656-8661 . Bibcode : 2006PNAS..103.8656S . doi : 10.1073/pnas.0602826103 . PMC 1592241. PMID 16735467 .  
  5. 1 2 3 4 ستادتمان إي آر، فان ريمن إتش، ريتشاردسون إيه، وير إن بي، ليفين آر إل (2005). "أكسدة الميثيونين والشيخوخة". بيوشيميكا إت بيوفيزيكا أكتا (BBA) - البروتينات والبروتيوميات . 1703 (2): 135-140 . doi : 10.1016/j.bbapap.2004.08.010 . PMID 15680221 . 
  6. ↑ شرينغاربوري ر، ديفيز كيه جيه (2002). "دوران البروتين بواسطة البروتيازوم في الشيخوخة والمرض". بيولوجيا الطب والجذور الحرة . 32 (11): 1084-1089 . doi : 10.1016/S0891-5849(02)00824-9 . PMID 12031893 . 
  7. ↑ روان هـ، تانغ إكس دي، تشين إم إل، جوينر إم إل، صن جي، بروت إن، فايسباخ إتش، هاينمان إس إتش، إيفرسون إل، وو سي إف، هوشي تي (2002). "إطالة العمر بجودة عالية بواسطة إنزيم مختزلة سلفوكسيد ميثيونين الببتيد" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 99 (5): 2748-2753 . Bibcode : 2002PNAS...99.2748R . doi : 10.1073/pnas.032671199 . PMC 122419. PMID 11867705 .  
  8. 1 2 سالمون إيه بي، كيم جي، ليو سي، رين جي دي، جورجيسكو سي، ريتشاردسون إيه، ليفين آر إل (ديسمبر 2016). "تأثيرات التعبير عن مختزلة سلفوكسيد الميثيونين A (MsrA) المعدلة وراثيًا على متوسط ​​العمر والتغيرات المرتبطة بالعمر في الوظائف الأيضية لدى الفئران" . ريدوكس بيول . 10 : 251-256 . doi : 10.1016/j.redox.2016.10.012 . PMC 5099276. PMID 27821326 .  
  9. ↑ بروت، ن؛ فايسباخ، ل؛ ويرث، ج؛ فايسباخ، هـ (أبريل 1981). "الاختزال الأنزيمي لميثيونين سلفوكسيد المرتبط بالبروتين" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 78 (4): 2155-2158 . Bibcode : 1981PNAS...78.2155B . doi : 10.1073/pnas.78.4.2155 . PMC 319302. PMID 7017726 .  
  10. ↑ ليفين، آر إل؛ موسوني، إل؛ بيرليت، بي إس؛ ستادتمان، إي آر (24 ديسمبر 1996). " بقايا الميثيونين كمضادات أكسدة داخلية في البروتينات" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 93 (26): 15036-40 . Bibcode : 1996PNAS...9315036L . doi : 10.1073/pnas.93.26.15036 . PMC 26351. PMID 8986759 .