Fitochelatina

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Fitochelatinele sunt polipeptide intracelulare produse de plante și alge (și foarte rar de unele specii de ciuperci) ca răspuns la absorbția excesivă a metalelor grele .

Structura chimică

Structura generală a fitocelatinei

Fitochelatinele (în engleză : Phytochelatin ; prescurtat în PC n ) sunt proteine ​​citoplasmatice cu greutate moleculară mică, bogate în cisteină, aparținând clasei III a familiei metalotioneinei [1] . Sunt oligopeptide formate din (y- glutamil - cisteinil ) n - glicină (rareori înlocuită cu - alanină ), unde n reprezintă un număr variabil de repetări ale dipeptidei y-glutamil-cisteină; astfel de repetări, de la 2 la 11 (de la PC 2 la PC 11 ) sunt mai frecvent de la 2 la 5. Grupările sulfhidril (sau tiol ) -SH ale cisteinei permit chelarea metalelor grele și astfel împiedică interacțiunea acestora cu componentele telefoane mobile. Fitochelatinele pot forma, de fapt, complexe moleculare cu diferite metale grele care nu pot exercita efecte toxice, deoarece sunt eliminate din circulația liberă în citoplasma celulară [2] . În cazul cadmiului, complexele metalului cu fitochelatine pot varia de la 1800 la 8000 daltoni [3] .

Biologie

Fitochelatinele se găsesc în plante , ciuperci și în toate grupele de alge , inclusiv cianobacterii și licheni . Sinteza fitochelatinelor are loc direct începând de la glutation sau de la o altă fitochelatină cu un grad mai mic de polimerizare prin intermediul enzimei Glutation gamă-glutamilcisteiniltransferază . [4] Aceste organisme, spre deosebire de animale, trage nutrienți ( de exemplu , cupru și zinc ) și metale potențial toxice ( de exemplu , cadmiu , plumb sau mercur ) din mediul acvatic sau terestru mediu . Concentrațiile acestor elemente , atât esențiale, cât și neesențiale, pot varia din cauza unor cauze naturale sau antropice . Prin urmare, este important ca plantele, care nu se pot îndepărta în fața concentrațiilor toxice de mediu ale acestor elemente, să aibă mecanisme care să le păstreze concentrațiile în limite sigure; sinteza fitochelatinelor poate fi activată în câteva minute și, prin urmare, constituie un răspuns fiziologic important pentru menținerea homeostaziei celulare și pentru detoxifiere [5] .

Istorie

Efectele fitochelatinelor au fost descoperite în 1973 de Paolo Pelosi și colaboratorii Universității din Pisa care au observat o creștere a aminoacizilor acid glutamic , cisteină și glicină în plantele de tutun expuse la concentrații mari de mercur metalic [6] . Cercetarea, publicată în reviste minore , nu a avut ecoul pe care îl merita. În 1979 a fost descoperită enzima glutation gamma-glutamilcisteiniltransferază [7] . În 1981 , fitochelatinele au fost găsite în drojdia de fisiune [8] [9] și au fost numite cadistine [10] . În 1985 Erwin Grill și colaboratorii Universității din München au demonstrat că cei trei aminoacizi au fost folosiți în celulele vegetale ca răspuns la stresul de cadmiu și alte metale grele în câteva minute după expunere [11] . Denumirea de „ fitochelatină ” (din grecescul Φυτόν = plantă și χηλή = clește) a fost atribuită pentru a sublinia originea lor vegetală și capacitatea de a chela metalele grele pentru a le scădea din libera circulație în celule precum metalotioneinele [12] .

Notă

  1. ^ Klaassen CD, Liu J, Diwan BA. „Protecția metalotioneinei împotriva toxicității cadmiului”. Toxicol Appl Pharmacol. 1 august 2009; 238 (3): 215-20, PMID 19362100 , PMCID PMC2740813 ( Articol gratuit )
  2. ^ Sigel, A., Sigel, H., Sigel, RKO (editords), Metallothioneins and Related Chelators. Ionii metalici în științele vieții , 5 . Cambridge: Editura RSC, 2009, ISBN 978-1-84755-899-2 .
  3. ^ Olena K. Vatamaniuk, Elizabeth A. Bucher, James T. Ward și Philip A. Rea (2001). "O nouă cale pentru detoxifierea metalelor grele la animale: fitochelatina sintază este necesară pentru toleranța la cadmiu în Caenorhabditis elegans". J. Biol. Chem. 276 (24): 20817. DOI : 10.1074 / jbc.C100152200 .
  4. ^ Ogawa S, Yoshidomi T, Yoshimura E. "Activarea enzimatică stimulată de cadmiu (II) a Arabidopsis thaliana fitochelatin sintaza 1", J Inorg Biochem. 2011 ianuarie; 105 (1): 111-7, PMID 21134609
  5. ^ Rauser WE. "Fitochelatine și peptide înrudite. Structură, biosinteză și funcție ". (Recenzie) Plant Physiol. 1995 dec; 109 (4): 1141-9, 1, PMID 8539285 ( Articol gratuit )
  6. ^ Pelosi, P.; Galoppini, C. „Despre natura compușilor organici cu mercur din frunzele de tutun”. Proceduri Soc. Tosc. Știință Nat. Ser. A (1973), 80, 215
  7. ^ Shaw LM, Newman DA. "Hidroliza glutationului de către ficatul uman gamma-glutamiltransferază." Clin Chem. 1979 ianuarie; 25 (1): 75-9, PMID 32975 ( Articol gratuit Arhivat la 11 octombrie 2008 la Internet Archive .)
  8. ^ Akira Murasugi, Chiaki Wada și Yukimasa Hayashi (1981). "Peptida de legare a cadmiului indusă în drojdia de fisiune, Schizosaccharomyces pombe ". J. Biochem. 90 , 1561-1564. PMID 7338524 .
  9. ^ Akira Murasugi, Chiaki Wada și Yukimasa Hayashi (1981). "Purificare și proprietăți unice în spectrele UV și CD ale peptidei de legare Cd 1 de la Scizosaccharomyces pombe ". Biochimie. Biofizi. Rez. Comun. 103 1021-1028. PMID 7332570 .
  10. ^ Naoto Kondo, Kunio Imai, Minoru Isobe, Toshio Goto, Akira Murasugi, Chiaki Wada-Nakagawa, Yukimasa Hayashi (1984). , Revizuirea structurilor și sinteza ». Tetraedru Lett. 25 3869-3872. doi: 10.1016 / S0040-4039 (01) 91190-6.
  11. ^ Grill, E., Winnacker, EL și Zenk, MH (1985). "Fitochelatine: principalele peptide de complexare a metalelor grele ale plantelor superioare". Știință , 230 (4726): 674-676 ( abstract ).
  12. ^ Grill E, Winnacker EL, Zenk MH. "Fitochelatinele, o clasă de peptide care leagă metalul greu de la plante, sunt analoge funcțional cu metalotioneinele". Proc Natl Acad Sci US A. ' 1987 ianuarie; 84 (2): 439-43, PMID 16593801 ( articol gratuit )

Bibliografie

  • Luigi Sanità di Toppi, Apărarea plantelor împotriva metalelor grele , Științele , n. 404 (aprilie 2002), pp. 87-92.
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Fitochelatina&oldid=120339099 ”