Selenoproteína

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Se denominan selenoproteínas las proteínas que incluyen algún residuo de selenocisteína. Existen selenoproteínas en todas las principales formas de vida, tanto eucariotas como bacterias y arqueas. Entre los eucariotas las selenoproteínas parecen ser muy comunes en los animales, pero infrecuentes o ausentes en otros filos (se ha identificado una en el alga verde Chlamydomonas, pero ninguna en otras plantas ni en hongos). Entre las bacterias y arqueas, las selenoproteínas están presentes sólo en algunos linajes, mientras que están totalmente ausentes en otros muchos grupos filogenéticos. Estas observaciones se han confirmado mediante el análisis completo del genoma, que muestra la presencia o ausencia de genes de selenoproteínas o genes accesorios para la síntesis de selenoproteínas.

Además de las selenoproteínas que contienen selenocisteína, también hay algunas selenoproteínas de especies bacterianas que poseen un selenio unido de forma no covalente. Se cree que la mayoría de ellas contienen en su centro activo un seleniuro de un cofactor molibdopterina (por ej. la nicotinato deshidrogenasa de Eubacterium barkeri o la xantina deshidrogenasa). El selenio se incorpora también específicamente a bases modificadas de algunos ARNt (como 2-seleno-5-metilaminometil-uridina).

Además, el selenio aparece en proteínas por incorporación inespecífica de selenometionina, que sustituye a algún residuo de metionina. Sin embargo, las proteínas que contienen tales residuos no se consideran selenoproteínas. Por otra parte, es frecuente la sustitución experimental de todas los metioninas por selenometioninas para la resolución del problema de la fase durante la determinación de estructura de una proteína mediante cristalografía de rayos X (método de dispersión anómala a varias longitudes de onda, o MAD). Si bien el intercambio de metioninas por selenometioninas parece ser tolerado por las células (al menos en las bacterias), la incorporación inespecífica de selenocisteína en lugar de cisteína parece ser muy tóxica. Esta puede ser una de las razones por las que existe una vía bastante compleja para la biosíntesis de selenocisteína y su incorporación específica en las selenoproteínas, evitando la aparición de aminoácidos libres como intermediarios. Por lo tanto, incluso si una selenoproteína que contiene selenocisteína se incorpora en la dieta y se utiliza como fuente de selenio, los aminoácidos deben ser degradados antes de sintetizar una nueva selenocisteína para su incorporación en una selenoproteína.

El selenio es un nutriente esencial en los animales. En células y tejidos humanos se han observado cerca de 25 diferentes selenoproteínas. Ya que la falta de selenio priva a la célula de su capacidad para sintetizar selenoproteínas, se cree que muchos efectos de la baja ingesta de selenio sobre la salud los causa la carencia de una o más selenoproteínas. De hecho, tres selenoproteínas, TR1, TR3 y GPx4, han demostrado ser esenciales en experimentos con ratones knockout. Por otro lado, un exceso de selenio en la dieta resulta tóxico. El umbral entre las concentraciones esencial y tóxica de este elemento es bastante estrecho (el factor está entre 10 y 100).

Referencias[editar]

  • G. V. Kryukov, S. Castellano, S. V. Novoselov, A. V. Lobanov, O. Zehtab, R. Guigó y V. N. Gladyshev (2003). «Characterization of mammalian selenoproteomes». Science 300 (5624):  pp. 1439–1443. doi:10.1126/science.1083516. PMID 12775843. 
  • G. V. Kryukov y V. N. Gladyshev (2004). «The prokaryotic selenoproteome». EMBO Rep. 5 (5):  pp. 538–543. doi:10.1038/sj.embor.7400126. 
  • M. Maiorino, V. Boselloa, F. Ursinia, C. Forestab, A. Garollab, M. Scapina, H. Sztajerc y L. Flohé (2003). «Genetic variations of gpx-4 and male infertility in humans». Biol. Reprod. 68 (4):  pp. 1134–1141. doi:10.1095/biolreprod.102.007500. PMID 12606444.