La tiorredoxina (TRX o TXN) es una clase de pequeñas proteínas redox que se sabe que están presentes en todos los organismos . Desempeña un papel en muchos procesos biológicos importantes , incluida la señalización redox. En los seres humanos, las tiorredoxinas están codificadas por los genes TXN y TXN2 . [5] [6] La mutación por pérdida de función de cualquiera de los dos genes humanos de tiorredoxina es letal en la etapa de cuatro células del embrión en desarrollo . Aunque no se entiende del todo, la tiorredoxina está vinculada a la medicina a través de su respuesta a las especies reactivas de oxígeno (ROS). En las plantas , las tiorredoxinas regulan un espectro de funciones críticas, que van desde la fotosíntesis hasta el crecimiento, la floración y el desarrollo y la germinación de las semillas. Las tiorredoxinas desempeñan un papel en la comunicación de célula a célula . [7]
Aparición
Se encuentran en casi todos los organismos conocidos y son esenciales para la vida en los mamíferos . [8] [9]
Función
La función principal de la tiorredoxina (Trx) es la reducción de residuos de cisteína oxidados y la escisión de enlaces disulfuro. [10] Se han identificado múltiples sustratos in vitro para la tiorredoxina, incluyendo la ribonucleasa , las coriogonadotropinas, los factores de coagulación, el receptor de glucocorticoides y la insulina. La reducción de la insulina se utiliza clásicamente como una prueba de actividad. [11] Las tiorredoxinas se mantienen en su estado reducido por la flavoenzima tiorredoxina reductasa , en una reacción dependiente de NADPH. [12] Las tiorredoxinas actúan como donadores de electrones para las peroxidasas y la ribonucleótido reductasa . [13] Las glutarredoxinas relacionadas comparten muchas de las funciones de las tiorredoxinas, pero son reducidas por el glutatión en lugar de una reductasa específica.
Estructura y mecanismo
La tiorredoxina es una proteína oxidorreductasa de 12 kD. Las proteínas tiorredoxinas también tienen una estructura terciaria característica denominada pliegue de tiorredoxina . El sitio activo contiene ditioles en un motivo CXXC . Estas dos cisteínas son la clave de la capacidad de la tiorredoxina para reducir otras proteínas.
En el caso de Trx1, este proceso comienza con el ataque de Cys32, uno de los residuos conservados en el motivo CXXC de la tiorredoxina, sobre el grupo oxidado del sustrato. [14] Casi inmediatamente después de este evento, Cys35, el otro residuo de Cys conservado en Trx1, forma un enlace disulfuro con Cys32, transfiriendo así 2 electrones al sustrato que ahora está en su forma reducida. La Trx1 oxidada es luego reducida por la tiorredoxina reductasa, que a su vez es reducida por NADPH como se describió anteriormente. [14]
Mecanismo por el cual Trx1 reduce un sustrato
La Trx1 puede regular modificaciones postraduccionales no redox. [15] En los ratones con sobreexpresión específica cardíaca de Trx1, el estudio proteómico encontró que la proteína 1 que contiene el dominio SET y MYND (SMYD1), una lisina metiltransferasa altamente expresada en tejidos cardíacos y otros tejidos musculares, también está sobreexpresada. Esto sugiere que la Trx1 también puede desempeñar un papel en la metilación de proteínas a través de la regulación de la expresión de SMYD1, que es independiente de su actividad oxidorreductasa. [15]
Las plantas tienen un conjunto inusualmente complejo de Trx, compuesto por seis tipos bien definidos (Trx f, m, x, y, h y o) que residen en diversos compartimentos celulares y funcionan en una variedad de procesos. Las proteínas tiorredoxinas se mueven de una célula a otra , lo que representa una nueva forma de comunicación celular en las plantas. [7]
Interacciones
Se ha demostrado que la tiorredoxina interactúa con:
NF-κB : al reducir un enlace disulfuro en NF-κB, Trx1 promueve la unión de este factor de transcripción al ADN. [23]
AP1 a través de Ref1 – Trx1 aumenta indirectamente la actividad de unión al ADN de la proteína activadora 1 (AP1) al reducir el factor redox 1 (Ref-1) de la enzima reparadora del ADN , que a su vez reduce AP1 en un ejemplo de una cascada de regulación redox. [24]
AMPK – La función de AMPK en los cardiomiocitos se conserva durante el estrés oxidativo debido a una interacción entre AMPK y Trx1. Al formar un puente disulfuro entre las dos proteínas, Trx1 evita la formación y agregación de AMPK oxidada, lo que permite que AMPK funcione normalmente y participe en cascadas de señalización . [25]
Efecto sobre la hipertrofia cardíaca
Se ha demostrado que Trx1 regula negativamente la hipertrofia cardíaca , el engrosamiento de las paredes de las cámaras inferiores del corazón, mediante interacciones con varios objetivos diferentes. Trx1 regula positivamente la actividad transcripcional de los factores respiratorios nucleares 1 y 2 ( NRF1 y NRF2 ) y estimula la expresión del coactivador 1-α del receptor activado por el proliferador de peroxisomas ( PGC-1α ). [26] [27] Además, Trx1 reduce dos residuos de cisteína en la histona desacetilasa 4 ( HDAC4 ), lo que permite que HDAC4 se importe desde el citosol , donde reside la forma oxidada, [28] al núcleo . [29] Una vez en el núcleo, HDAC4 reducido regula negativamente la actividad de factores de transcripción como NFAT que median la hipertrofia cardíaca. [14] Trx 1 también controla los niveles de microARN en el corazón y se ha descubierto que inhibe la hipertrofia cardíaca al regular positivamente miR-98 / let-7 . [30] Trx1 puede regular el nivel de expresión de SMYD1, por lo que puede modular indirectamente la metilación de proteínas con el propósito de proteger el corazón. [15]
Tiorredoxina en el cuidado de la piel
La tiorredoxina se utiliza en productos para el cuidado de la piel como antioxidante junto con la glutarredoxina y el glutatión. [ cita requerida ]
Véase también
RuBisCO : actividad enzimática regulada por tiorredoxina
Peroxirredoxina : actividad enzimática regulada por la tiorredoxina
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Lectura adicional
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