Selenocisteína

Selenocisteína
L-selenocisteína.svgD-Selenocysteine.svg
L o R (+) - selenocisteína y D o S (-) - selenocisteína
Identificación
Nombre IUPAC Ácido 2-amino-3-selanil-propanoico
Sinónimos

U, seg

N o CAS 10236-58-5 L oR
3614-08-2 (racémico)
N o ECHA 100,236,386
PubChem 6326983
CHEBI 16633
Sonrisas C ([C @@ H] (C (= O) O) N) [Se]
PubChem , vista 3D
InChI InChI: vista 3D
InChI = 1 / C3H7NO2Se / c4-2 (1-7) 3 (5) 6 / h2,7H, 1,4H2, (H, 5,6) / t2- / m0 / s1 / f / h5H
InChIKey:
ZKZBPNGNEQAJSX-SNQCPAJUDP
Std. InChI: vista 3D
InChI = 1S / C3H6NO2Se / c4-2 (1-7) 3 (5) 6 / h2H, 1,4H2, (H, 5,6) / t2- / m0 / s1
Std. InChIKey:
FDKWRPBBCBCIGA-REOHCLBHSA-N
Propiedades químicas
Fórmula bruta C 3 H 7 N O 2 Se   [Isómeros]
Masa molar 168.05 ± 0.03  g / mol
C 21.44%, H 4.2%, N 8.33%, O 19.04%, Se 46.99%,
Propiedades bioquimicas
Codones Códón de ópalo UGA - detener con elemento SECIS
pH isoeléctrico 5.47
Aminoácido esencial No
Unidades de SI y STP a menos que se indique lo contrario.

La selenocisteína (Abreviaturas IUPAC - IUBMB  : Sec y U ) es un α-amino ácido no estándar cuyo enantiómero L es uno de los 22 aminoácidos proteinogénicos , codificados en el ARN mensajero por el codón de parada opal UGA en presencia de 'un secuencia de inserción denominada elemento SECIS . Se trata de un seleniated análogo de cisteína que forma parte de la constitución de ciertas enzimas de la oxidorreductasa clase tales como glutatión peroxidasa , la tiorredoxina reductasa , yodotironina deiodases ( tiroxina 5 'deiodase y tiroxina 5-deiodase ), reductasa glicina o formiato deshidrogenasa , que se llama selenoproteínas . Actualmente hay tres genes que codifican selenoproteínas en E. coli . La telurocisteína es otro análogo de la cisteína con un átomo de telurio en lugar de selenio .

A diferencia de la mayoría de los aminoácidos no estándar, que no pertenecen a la serie de 20 aminoácidos codificados directamente por el código genético , la selenocisteína no se forma en la proteína mediante la modificación postraduccional de los aminoácidos estándar después de la traducción del ARNm. , pero se incorpora directamente durante la síntesis de la cadena polipeptídica por el ribosoma .

Histórico

En 1941 se aisló un aminoácido que comprendía selenio, posteriormente identificado como metil selenocisteína. En 1976, se demostró que este último es el componente selenio de las selenoproteínas.

Síntesis

A pesar de su nombre, la selenocisteína se deriva metabólicamente de la serina , convertida en selenocisteína, mientras que el residuo de aminoácido ya está ligado a un ARN de transferencia de selenocisteína, denominado Sec tRNA . Estructuralmente, por otro lado, es análogo a una molécula de cisteína cuyo átomo de azufre habría sido reemplazado por selenio , siendo reemplazado el grupo tiol por un grupo selenol .

La formación de selenocisteinil- Sec tRNA comienza con la esterificación de una molécula de Sec tRNA por una molécula de serina bajo la acción de seril-tRNA sintetasa para formar seril-tRNA Sec . Este último es luego convertido en selenocisteinil- Sec tRNA por varias enzimas.

  1. ATP + L -seril - Sec tRNA ADP + O -phospho- L -seril - Sec tRNA  ;   
  2. O -phospho- L -seril - Dry tRNA + SEPO 3 3-+ H 2 O    L- selenocisteinil- Sec tRNA + 2 fosfato .

Estas enzimas utilizan el selenofosfato SePO 3 3- como donante de selenio activado , producido por la selenofosfato sintasa a partir del seleniuro Se 2– .

Incorporación a proteínas

La incorporación de selenocisteína a proteínas es un proceso complejo, ya que no existe un codón específico para este aminoácido. En el ARN mensajero , en la posición correspondiente a la selenocisteína en la proteína, hay un codón UGA , que normalmente es un codón STOP (llamado "  ópalo  "), señal para detener la traducción. Sin embargo, existe un ARNt específico que permite la incorporación de este aminoácido en la cadena polipeptídica que se está formando, cuyo anticodón es complementario al UGA. La discriminación entre el codón UGA que codifica selenocisteína y el codón STOP UGA requiere un mecanismo específico:

En las bacterias, el sistema está compuesto por el factor proteico SelB, homólogo al factor de elongación "clásico" EF-Tu capaz de reconocer los otros 20 aminoacil-tRNA. SelB es homólogo a EF-Tu en su parte N- terminal y por lo tanto es capaz de unirse a GTP , el ARNt cargado e interactuar con el ribosoma. También tiene una extensión C -terminal compuesta por cuatro dominios de "hélice alada" que se unen con una afinidad muy fuerte (nM) al elemento SECIS, una horquilla o "  tallo-bucle  ", en el ARNm ubicado poco después del codón UGA. El elemento SECIS está compuesto por alrededor de cuarenta nucleótidos de secuencia variable pero de los cuales se han demostrado ciertos elementos invariantes necesarios para la interacción con SelB.

En eucariotas y arqueas , el mecanismo es ligeramente diferente. En eucariotas, dos proteínas complejas, mSelB y SBP2, desempeñan respectivamente el papel de factor de elongación y unión a elementos SECIS. Estos últimos también son diferentes en secuencia y tamaño del SECIS procariótico, y con mayor frecuencia se localizan en 3 'fuera de la parte codificante del gen.

Notas y referencias

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