El papel estructural del cadmio y el zinc en la oxidación de la metalotiona por el peróxido de hidrógeno: la
Natalie C Korkola1, Martin J Stillman1
1Department of Chemistry, The University of Western Ontario, 1151 Richmond Street, London, Ontario N6A 3K7, Canada.
Journal of the American Chemical Society
|March 13, 2023
Resumen
Se estudió la liberación y reorganización de metales de la metallotioneína (MT) durante la oxidación. Los MT parcialmente metalizados mostraron respuestas distintas, destacando la identidad del metal.
Área de la Ciencia:
- La bioquímica
- Biología molecular
- Toxicología
Sus antecedentes:
- El estrés oxidativo, un desequilibrio de las especies reactivas de oxígeno, está implicado en varias enfermedades.
- Se sabe que la metallotioneína (MT), una proteína que se une a los metales, protege contra el estrés oxidativo debido a su alto contenido de cisteína.
- Los estudios anteriores a menudo descuidaron las MT parcialmente metalizadas y utilizaron métodos incapaces de detectar especies intermedias.
Objetivo del estudio:
- Investigar las vías de oxidación y desplazamiento de metales de MT totalmente y parcialmente metalizados utilizando peróxido de hidrógeno.
- Caracterizar las especies intermedias y determinar las tasas de reacción.
- Para aclarar el papel de la identidad del metal y las estructuras de tiolato de metal en la respuesta oxidativa de MT.
Principales métodos:
- Espectrometría de masas de ionización por electrospray (ESI-MS) para controlar las velocidades de reacción y caracterizar las especies intermedias.
- Espectroscopia de dicroísmo circular (CD) para analizar los cambios estructurales.
- Cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT) para evaluar la reactividad de la cisteína.
Principales resultados:
- El ESI-MS resolvió y caracterizó las especies intermedias M(SH) MT, permitiendo cálculos de tasa constante.
- Los metales en el dominio β de las MT completamente metalizadas se liberaron primero.
- CdII-MT parcialmente metalizado reorganizado en un grupo protector Cd4MT después de la oxidación.
- El Zn (II) -MT parcialmente metalizado se oxida más rápidamente debido a la falta de reordenamiento.
- DFT reveló que las cisteínas terminales son más susceptibles a la oxidación que las cisteínas puentes.
Conclusiones:
- La identidad del metal y las estructuras de tiolato de metal influyen significativamente en la respuesta de la metalotioneína al estrés oxidativo.
- Los MT parcialmente metalizados exhiben mecanismos únicos de protección o reactivos contra la oxidación.
- ESI-MS es eficaz para la caracterización de especies transitorias en la oxidación de las metaloproteínas.
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