Selenoproteine: funzioni, esempi

Le selenoproteine contengono uno o più residui dell’amminoacido selenocisteina che è un analogo della cisteina in cui un gruppo selenolo sostituisce un gruppo tiolico. Il selenio è un oligoelemento essenziale per la salute umana i cui effetti benefici sono dovuti principalmente alla sua incorporazione sotto forma di selenocisteina (SeC) in un gruppo di proteine ​​chiamate selenoproteine.

La maggior parte di queste proteine ​​catalizza alcune reazioni di ossidoriduzione a cui partecipa  il selenolo della selenocisteina presente nel sito attivo del rispettivo enzima. Il vantaggio di avere un selenolo al posto di un tiolo sta nel fatto che conferisce a questi enzimi una maggiore efficienza cinetica.

In alcuni sistemi biologici, le selenoproteine ​​possono anche svolgere un ruolo strutturale a causa della loro capacità di oligomerizzare le proteine ​​attraverso la formazione di diseleniuro o ponti misti disolfuro-seleniuro.

Sebbene le selenoproteine abbiano diverse strutture molecolari e funzioni biologiche, tutte queste proteine ​​contengono almeno una selenocisteina (Sec), un amminoacido contenente selenio, e la maggior parte svolge funzioni di ossidoreduttasi. Le selenoproteine  sono presenti in tutte e tre le linee evolutive di discendenza: eucarioti, archei ed eubatteri, e sono state osservate anche nei virus.

Funzioni delle selenoproteine

Le selenoproteine ​​agiscono come antiossidanti per la regolazione della tiroide, aumentano la fertilità maschile e agiscono da antinfiammatori.

Partecipano anche indirettamente al meccanismo di guarigione delle ferite come riduttori dello stress ossidativo. La glutatione perossidasi è la principale selenoproteina presente nel corpo umano, che aiuta nel controllo della produzione eccessiva di radicali liberi nel sito dell’infiammazione. Protegge l’organismo dallo stress ossidativo catalizzando la riduzione del perossido di idrogeno, degli idroperossidi lipidici e degli idroperossidi organici in acqua o alcoli corrispondenti.

Oltre alla glutatione perossidasi, altre selenoproteine ​​includono la selenoproteina-S che regola le citochine infiammatorie e la selenoproteina-P che funge da induttore dell’omeostasi.

La loro attività ​​dipende da un adeguato apporto di selenio dalla dieta e vi sono molte risorse alimentari di selenio di origine vegetale e animale, come cipolla, aglio, carne e frutti di mare.

Glutatione perossidasi

Le glutatione perossidasi (GPxs) sono una famiglia di enzimi appartenenti alla classe delle ossidoreduttasi. Le loro funzioni più importanti sono quelle di ridurre il perossido di idrogeno in acqua e gli idroperossidi lipidici in eteri corrispondenti nei compartimenti intracellulari ed extracellulari.

Sono enzimi citosolici che catalizzano la riduzione del perossido di idrogeno in acqua e ossigeno, oltre a catalizzare la riduzione dei radicali perossidici.
H₂O₂ + 2 glutatione → H₂O + glutatione ossidato

La forma ridotta del glutatione GSH e la forma ossidata del glutatione GSSG agiscono insieme ad altri composti redox-attivi come il NADPH per mantenere e regolare lo stato redox cellulare.

Selenoproteina-S

La selenoproteina S  è una piccola proteina di membrana intrinsecamente disordinata associata a varie funzioni cellulari, come processi infiammatori, risposta allo stress cellulare, controllo della qualità delle proteine ​​e vie di segnalazione.

La selenoproteina- S si localizza principalmente sulla membrana del reticolo endoplasmatico e partecipa al trasporto della membrana intracellulare e al mantenimento dei complessi proteici legandoli alla membrana ER. Partecipa alla regolazione dello stress ossidativo, dello stress dell’ER e dell’infiammazione, e quindi è probabilmente coinvolto nello sviluppo di malattie cardiovascolari, diabete di tipo 2 e malattia di Alzheimer.

Selenoproteina-P

È l’unica selenoproteina eucariotica conosciuta che contiene più residui di selenocisteina e presenta il dominio  terminale e il dominio N terminale. La selenoproteina-P è responsabile della distribuzione del selenio ad altri organi e tessuti ed  è associata alla resistenza all’insulina e all’aumento dei trigliceridi sierici

Essa è una glicoproteina che contiene oltre il 50% del contenuto di selenio nel plasma. Anche se la sua funzione non è ancora del tutto chiara sembra molto probabile che abbia una funzione come antiossidante extracellulare