Sulfóxido de metionina
Sulfóxido de metionina
Nombres
Nombre IUPAC
Ácido 2-amino-4-(metilsulfinil)butanoico
Identificadores
  • ±: 62697-73-8 ☒norte
Modelo 3D ( JSmol )
  • ±: Imagen interactiva
Araña química
  • ±: 824
Tarjeta informativa de la ECHA100.057.891
Número CE
  • ±: 263-700-7
Identificador de centro de PubChem
  • ±: 847
UNIVERSIDAD
  • ±: O74B4F6OYL
  • ±: DTXSID60866947
  • InChI=1S/C5H11NO3S/c1-10(9)3-2-4(6)5(7)8/h4H,2-3,6H2,1H3,(H,7,8)
    Clave: QEFRNWWLZKMPFJ-UHFFFAOYSA-N
  • ±: InChI=1/C5H11NO3S/c1-10(9)3-2-4(6)5(7)8/h4H,2-3,6H2,1H3,(H,7,8)
    Clave: QEFRNWWLZKMPFJ-UHFFFAOYAN
  • ±: O=C(O)C(N)CCS(=O)C
Propiedades
C5H11NO3S​​​​​​​
Masa molar165,21  g·mol −1
Aparienciasólido blanco
Peligros
Etiquetado SGA :
GHS07: Signo de exclamación
Advertencia
H315 , H319 , H335
P261 , P264 , P271 , P280 , P302+P352 , P304+P340 , P305+P351+P338 , P312 , P321 , P332+P313 , P337+P313 , P362 , P403+P233 , P405 , P501
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para los materiales en su estado estándar (a 25 °C [77 °F], 100 kPa).
Compuesto químico

El sulfóxido de metionina es un compuesto orgánico con la fórmula CH3S ( O) CH2CH2CH (NH2 ) CO2H . Es un aminoácido que se encuentra de forma natural aunque se forma postraduccionalmente.

La oxidación del azufre de la metionina da como resultado sulfóxido de metionina o sulfona de metionina. Los aminoácidos que contienen azufre, metionina y cisteína , se oxidan más fácilmente que los otros aminoácidos. [1] [2] A diferencia de la oxidación de otros aminoácidos, la oxidación de la metionina se puede revertir mediante la acción enzimática, específicamente mediante enzimas de la familia de enzimas metionina sulfóxido reductasa. Las tres metionina sulfóxido reductasas conocidas son MsrA , MsrB y fRmsr. [2] La oxidación de la metionina da como resultado una mezcla de los dos diastereómeros metionina-S-sulfóxido y metionina-R-sulfóxido, que son reducidos por MsrA y MsrB, respectivamente. [3] La MsrA puede reducir tanto el metionina-S-sulfóxido libre como el de base proteica, mientras que la MsrB es específica para el metionina-R-sulfóxido de base proteica. Sin embargo, la fRmsr cataliza la reducción del metionina-R-sulfóxido libre. [2] La tiorredoxina sirve para reciclar por reducción algunas de las enzimas de la familia de la metionina sulfóxido reductasa, mientras que otras pueden ser reducidas por la metalotioneína . [4]

Función bioquímica

El sulfóxido de metionina (MetO), la forma oxidada del aminoácido metionina (Met), aumenta con la edad en los tejidos corporales, lo que algunos creen que contribuye al envejecimiento biológico . [5] [6] La oxidación de los residuos de metionina en las proteínas tisulares puede hacer que se plieguen mal o que se vuelvan disfuncionales. [5] De manera única, el grupo de enzimas metionina sulfóxido reductasa (Msr) actúa con la tiorredoxina para catalizar la reducción enzimática y la reparación de los residuos de metionina oxidados. [5] Además, los niveles de metionina sulfóxido reductasa A (MsrA) disminuyen en los tejidos envejecidos en ratones y en asociación con enfermedades relacionadas con la edad en humanos. [5] Por lo tanto, existe una razón para pensar que al mantener la estructura, el aumento de los niveles o la actividad de MsrA podría retardar la tasa de envejecimiento.

De hecho, las moscas de la fruta ( Drosophila ) transgénicas que sobreexpresan la metionina sulfóxido reductasa muestran una mayor longevidad . [7] Sin embargo, los efectos de la sobreexpresión de MsrA en ratones fueron ambiguos. [8] La MsrA se encuentra tanto en el citosol como en las mitocondrias productoras de energía, donde se producen la mayoría de los radicales libres endógenos del cuerpo . El aumento transgénico de los niveles de MsrA en el citosol o en las mitocondrias no tuvo un efecto significativo en la longevidad evaluada por la mayoría de las pruebas estadísticas estándar, y posiblemente haya llevado a muertes tempranas en los ratones específicos del citosol, aunque las curvas de supervivencia parecieron sugerir un ligero aumento en la supervivencia máxima (90%), al igual que el análisis utilizando la prueba exacta de Boschloo, una prueba binomial diseñada para probar una mayor variación extrema. [8]

La oxidación de la metionina actúa como un interruptor que desactiva ciertas actividades proteicas, como la proteína ribosomal L12 de E. coli. [9] Las proteínas con una gran cantidad de residuos de metionina tienden a existir dentro de la bicapa lipídica, ya que la metionina es uno de los aminoácidos más hidrófobos. Los residuos de metionina que están expuestos al exterior acuoso son, por lo tanto, vulnerables a la oxidación. Los residuos oxidados tienden a estar dispuestos alrededor del sitio activo y pueden proteger el acceso a este sitio por parte de especies reactivas de oxígeno. Una vez oxidados, los residuos de MetO se reducen nuevamente a metionina por la enzima metionina sulfóxido reductasa. Por lo tanto, se produce un ciclo de oxidación-reducción en el que los residuos de metionina expuestos se oxidan (por ejemplo, por H 2 O 2 ) a residuos de metionina sulfóxido, que posteriormente se reducen. [10]

Metionina (proteína) + H 2 O 2 → Sulfóxido de metionina (proteína) + H 2 O

Sulfóxido de metionina (proteína) + NADPH + H + → Metionina (proteína) + NADP + +H 2 O

Véase también

Referencias

  1. ^ Bin, P; Huang, R; Zhou, X (2017). "Resistencia a la oxidación de los aminoácidos azufrados: metionina y cisteína". BioMed Research International . 2017 : 9584932. doi : 10.1155/2017/9584932 . PMC  5763110. PMID  29445748 .
  2. ^ abc Lee BC, Dikiy A, Kim HY, Gladyshev VN (2009). "Funciones y evolución de las selenoproteína metionina sulfóxido reductasas". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Temas generales . 1790 (11): 1471-1477. doi :10.1016/j.bbagen.2009.04.014. PMC 3062201 . PMID  19406207. 
  3. ^ Kim HY, Gladyshev VN (2004). "Reducción de sulfóxido de metionina en mamíferos: caracterización de las reductasas de metionina-R-sulfóxido". Biología molecular de la célula . 15 (3): 1055–1064. doi :10.1091/mbc.E03-08-0629. PMC 363075 . PMID  14699060. 
  4. ^ Sagher D, Brunell D, Hejtmancik JF, Kantorow M, Brot N, Weissbach H (2006). "La tioneína puede servir como agente reductor para las metioninasulfóxido reductasas". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 103 (23): 8656–8661. Bibcode :2006PNAS..103.8656S. doi : 10.1073/pnas.0602826103 . PMC 1592241 . PMID  16735467. 
  5. ^ abcd Stadtman ER, Van Remmen H, Richardson A, Wehr NB, Levine RL (2005). "Oxidación de metionina y envejecimiento". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteínas y proteómica . 1703 (2): 135–140. doi :10.1016/j.bbapap.2004.08.010. PMID  15680221.
  6. ^ Shringarpure R, Davies KJ (2002). "Recambio de proteínas por el proteosoma en el envejecimiento y la enfermedad". Free Radical Biology & Medicine . 32 (11): 1084–1089. doi :10.1016/S0891-5849(02)00824-9. PMID  12031893.
  7. ^ Ruan H, Tang XD, Chen ML, Joiner ML, Sun G, Brot N, Weissbach H, Heinemann SH, Iverson L, Wu CF, Hoshi T (2002). "Extensión de vida de alta calidad mediante la enzima péptido metionina sulfóxido reductasa". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 99 (5): 2748–2753. Bibcode :2002PNAS...99.2748R. doi : 10.1073/pnas.032671199 . PMC 122419 . PMID  11867705. 
  8. ^ ab Salmon AB, Kim G, Liu C, Wren JD, Georgescu C, Richardson A, Levine RL (diciembre de 2016). "Efectos de la expresión de la metionina sulfóxido reductasa A (MsrA) transgénica en la esperanza de vida y los cambios dependientes de la edad en la función metabólica en ratones". Redox Biol . 10 : 251–256. doi :10.1016/j.redox.2016.10.012. PMC 5099276 . PMID  27821326. 
  9. ^ Brot, N; Weissbach, L; Werth, J; Weissbach, H (abril de 1981). "Reducción enzimática del sulfóxido de metionina unido a proteínas". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 78 (4): 2155–8. Bibcode :1981PNAS...78.2155B. doi : 10.1073/pnas.78.4.2155 . PMC 319302 . PMID  7017726. 
  10. ^ Levine, RL; Mosoni, L; Berlett, BS; Stadtman, ER (24 de diciembre de 1996). "Residuos de metionina como antioxidantes endógenos en proteínas". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 93 (26): 15036–40. Bibcode :1996PNAS...9315036L. doi : 10.1073/pnas.93.26.15036 . PMC 26351 . PMID  8986759. 
  • Química de la oxidación de la metionina
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