La Sec viene inserita nelle selenoproteine durante la sintesi NON è un processo post-traduzionale

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1 La Sec viene inserita nelle selenoproteine durante la sintesi NON è un processo post-traduzionale ATP A T 1. Legame della serina al Sec trna tramite la Seril-tRNA sintasi (si forma Seril-tRNA Sec ) 2. Fosforilazione della serina tramite chinasi specifica 3. Il fosfato viene rimpiazzato dal selenuro (donatore il selenofosfato) 4. Si è formato il Selenocisteinil-tRNA La selenofosfato sintetasi 2 ( una Se-proteina) è importante per la regolazione dell omeostasi del Se

2 Inserzione della Sec nella selenoproteina nascente Una struttura a forcina detta SECIS (Seleno Cysteine Insertion Sequence) presente al 3 UTR di mrna delle selenoproteine differenzia UGA/Sec ed UGA/codone di stop Nella struttura a forcina SECIS sono presenti appaiamenti di basi non canonici (UAGU/UGAU) che causano un ripiegamento >90 Sono necessari due fattori di allungamento SBP2 = Secis Binding Protein 2 eefsec=eukaryotic Elongation Factor for Sec

3 Selenoproteine contenenti selenocisteina (Sec) (circa 25 identificate) A funzione nota le seguenti Le Glutatione perossidasi (GRx1-4) eliminazione di perossido di idrogeno e perossidi organici (difesa antiossidante) Le tioredossina reduttasi (TRR 1, 2,3) riduzione di tioli proteici, mantenimento dello stato redox intracellulare Le iodiotironina deiodinasi (DI 1, 2, 3) metabolismo ormoni tiroidei La Selenoproteina P trasporto plasmatico del Se, antiossidante La Selenofosfato sintetasi (SPS2) formazione di Sec dalla serina

4 Le glutatione perossidasi, enzimi antiossidanti GPx 1-3 sono proteine tetrameriche, hanno come substrato perossido di idrogeno e perossidi organici GPx4 è monomerica, ha come substrato idroperossidi lipidici GPx-1 citosolica, tutte le cellule ed eritrociti, marcatore biochimico dello stato nutrizionale del Se GPx-2 epitelio del tratto gastrointestinale, protezione dai perossidi alimentari, difesa dal cancro colorettale GPx-3 extracellulare, plasmatica, marcatore biochimico dello stato nutrizionale GPx-4 o PHGPx (Phospholipid Hydroperoxide GPx) di membrana e LDL (azione sinergica con vit E), presente nello sperma e nei testicoli

5 Glutatione perossidasi Il GSSG viene poi ridotto di nuovo a GSH grazie all azione dell enzima flavinadipendente glutatione reduttasi

6 Meccanismo catalitico della glutatione perossidasi H 2 O 2 o un idroperossido organico

7 TRR1 citosol e nucleo TRR2 mitocondri TRR3 nel testicolo Tioredossina reduttasi (isoforme TRR 1, 2, 3) Sistema della tioredossina: Tioredossina, NADPH, tioredossina reduttasi Rigenera antiossidanti (Vit C, GSH, Vit E) (Contribuisce al mantenimento dello stato redox intracellulare) Modula lo stato redox di fattori di trascrizione (NfkB, p53, AP1, recettore glucocorticoidi, che posseggono cisteine nel dominio di legame al DNA) (Regolazione dell espressione genica, proliferazione cellulare, apoptosi) Riattiva la ribonucleotide reduttasi (sintesi dei deossiribonucleotidi)

8 Tioredossina reduttasi Contiene FAD Contiene Se Utlizza la tioredossina come substrato Tioredossina reduttasi NADPH Tioredossina-S2 Proteina bersaglio -(SH) 2 Tioredossina reduttasi NADP+ Tioredossina-(SH) 2 Proteina bersaglio -S2

9

10 La tioredossina reduttasi partecipa alla riattivazione della ribonucleotide reduttasi Nelson Cox, I PRINCIPI DI BIOCHIMICA DI LEHNINGER 5/E, Zanichelli editore S.p.A. Copyright

11 Iodiotironina deiodinasi (DIO) Enzimi di membrana (plasmatica e RE) DIO1 converte T4 (3,5,3,5 -tetraiodotironina) in T3 (3,3,5- triiodotironina), inattiva T3 e T4 tiroide, ipofisi, rene e fegato DIO2 regola la concentrazione di T3 tiroide, cervello, grasso bruno e muscolo scheletrico DIO3 inattiva la T3 e T4 cervello, pelle e tessuti fetali.

12 Il selenio è molto importante per la funzione della tiroide La tiroide riceve il selenio circolante in modo prioritario Esprime 12 proteine a Selenio (GpX; TRR; DIO etc.) Ha bisogno di un efficiente difesa antiossidante, perché durante la sintesi degli ormoni tiroidei, si produce H 2 O 2 La supplementazione di selenio ha effetti positivi nella cura delle tiroiditi autoimmuni

13 VALUTAZIONE DELLO STATO NUTRIZIONALE PER IL SELENIO Dosaggio dell attività enzimatica GPx eritrocitaria Dosaggio del selenio nel plasma Livelli di selenio escreto nelle urine Livello nelle unghie e capelli (poco affidabile, possibile contaminazione)

14 Malattie da carenza di Selenio Interessano l adolescenza e le donne in età fertile Malattia di Keshan (tipica della regione di Keshan, Cina) Cardiopatia, dovuta ad aumentata virulenza del virus Coxsackie (CVB3) Malattia di Kashin-Beck (tipica del Tibet, Cina Settentrionale) Osteoartrite deformante, concomitante a carenza di iodio ed esposizione a micotossine che producono ROS Cretinismo accompagnato da ingrossamento della tiroide (Zaire) contemporanea a carenza di iodio e selenio Dolori e debolezza muscolare descritta in pazienti in nutrizione parenterale Alcuni tipi di cancro (es. alla prostata) sembrano associati a carenza cronica di selenio

15 Tossicità da eccesso di Selenio Per Eccessiva supplementazione Ingestione accidentale o deliberata di dosi elevate Introduzione abituale elevata con gli alimenti (poco probabile) Sintomi Dermatite bollosa Distrofia delle unghie e dei capelli (eccessiva sostituzione di Se con S nella cheratina) > 0,9 mg/die Odore di aglio (dimetilselenuro) dalla pelle, sudore e alito UL 0,5 mg/die

16 Gli acidi grassi essenziali (EFA) vitamina F

17 Nomenclatura degli acidi grassi il carbonio del carbossile in un acido grasso può essere C (e allora il carbonio del metile è il C o C1) o C1 Esempio: acido linoleico (18 atomi di carbonio con 2 insaturazioni) Nel primo caso si chiama 18:2, -6 o n - (meno) 6: il primo doppio legame è sul C6 a partire dal metile Nel secondo caso si chiama 18:2, 9, 12 : il primo doppio legame è sul C9 a partire dal carbossile (C1)

18 L acido alfa-linoleico ed il linoleico possono essere sintetizzate SOLO da organismi vegetali Il linoleico (LA) da piante di origine terrestre L alfa-linolenico (ALA) da vegetali di origine acquatica Nell uomo mancano le DESATURASI per introdurre i doppi legami specifici omega-3 e omega-6 Negli alimenti gli omega-6 sono molto più abbondanti degli omega-3

19 Possiamo poi metabolizzarli a derivati come EPA, DHA, o AA ALA: prodotto dalle piante, soprattutto quelle acquatiche Alimenti animali (Pesce, olio di pesce) Lo possiamo sintetizzare a partire dall ALA Alimenti animali (Pesce, olio di pesce) Lo possiamo sintetizzare a partire dall ALA LA: prodotto da piante terrestri Lo possiamo sintetizzare a partire dal linoleico

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