REDOX järjestelmästä Tioredoksiini (2014)

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23899494

Free Radic Biol Med. 2014 Jan;66:75-87. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2013.07.036. Epub 2013 Jul 27.

The thioredoxin antioxidant system.

Lu J¹, Holmgren A².

Abstract

•  Tioredoksiinijärjestelmään kuuluu NADPH, tioredoksiinireduktaasi (TrxR) ja tioredoksiini (Trx) ja tämä REDOX- järjestelmä on avainasemassa kehon puolustautuessa oksidatiivista stressiä vastaan  , sillä se vaikuttaa disulfidireduktaasiaktiivisuudellaan  ja säätelemällä  ditiolien ja disulfidien tasapainoa   (2SH/ SS)

The thioredoxin (Trx) system, which is composed of NADPH, thioredoxin reductase (TrxR), and thioredoxin, is a key antioxidant system in defense against oxidative stress through its disulfide reductase activity regulating protein dithiol/disulfide balance.

•  Trx- järjestelmä  tuottaa elektroneja tioleista riippuville peroksidaaseille (peroksiredoxiineille)  reaktiivisten  happilajien ja typppilajien  poistamiseksi nopeaan tahtiin.
•  Trx- antioksidanttifunktioitten osuutta nähdään myös DNA:n ja proteiinien korjausjärjestelmissä kun  se redusoi RNA-reduktaasia, metioniinisulfoxidireduktaaseja ja säätelee monien REDOX- herkkien transkriptiotekijöitten aktiivisuutta.
• Lisäksi  Trx- järjestelmällä on osansa ihmisen immuunivasteessa, virusinfektioissa ja solukuolemassa, joka seuraa   tioredoksiinin kanssa vuorovaikuttaneen  proteiinin kautta.
• Imettäväissoluissa kontrolloi soluun REDOX- miljöötä  yhdessä   (a) sytosoliset ja mitokondriaaliset  tioredoksiinisysteemit, joissa  Trx- reduktaasit ovat raskasmolekyylisiä selenoentsyymejä ja (b) glutationi(GSH)- glutaredoksiini(Grh)-  järjestelmä (NADPH,glutationireduktaasi, GSH ja Grx).

The Trx system provides the electrons to thiol-dependent peroxidases (peroxiredoxins) to remove reactive oxygen and nitrogen species with a fast reaction rate. Trx antioxidant functions are also shown by involvement in DNA and protein repair by reducing ribonucleotide reductase, methionine sulfoxide reductases, and regulating the activity of many redox-sensitive transcription factors. Moreover, Trx systems play critical roles in the immune response, virus infection, and cell death via interaction with thioredoxin-interacting protein. In mammalian cells, the cytosolic and mitochondrial Trx systems, in which TrxRs are high molecular weight selenoenzymes, together with the glutathione-glutaredoxin (Grx) system  (NADPH, glutathione reductase, GSH, and Grx) control the cellular redox environment.  

Äskettäin on havaittu että imettäväisissä  tioredoksiini (Trx) järjestelmä ja glutationi (GSH)järjestelmä  voivat  tuottaa elektroneja ristiin rastiin  ja toimia  kuin backup- systeemi toisillensa.

•  Mutta bakteereilla on  sitä vastoin  pienimolekulaarisempia TrxR entsyymeitä ja niitten reaktiomekanismi poikkeaa imettäväisten mekanismeista. Monilla bakteerilajeilla on spesifisiä tiolista (-SH)  riippuvia antioksidanttisysteemeitä ja Trx- järjestelmän merkitys niitten antioksidanttipuolustuksessa on erilainen.  Erityisesti  joistain bakteereista puuttuu GSH-Grx-järjestelmä: Näitä ovat  Helicobacter  pylori, Mycobacterium tuberculosis ja Staphylococcus aureus. Sen takia niiden järjestelmä on riippuvainen Trx- järjestelmästä elossapysymiseksi oksidanttistressissä. Tässä onkin strateginen mahdollisuus  tuhota  nämä bakteerit kohdistamalla niiden TrxR-Trx- järjestelmään. 
  

Recently mammalian thioredoxin and glutathione systems have been found to be able to provide the electrons crossly and to serve as a backup system for each other. In contrast, bacteria TrxRs are low molecular weight enzymes with a structure and reaction mechanism distinct from mammalian TrxR. Many bacterial species possess specific thiol-dependent antioxidant systems, and the significance of the Trx system in the defense against oxidative stress is different. Particularly, the absence of a GSH-Grx system in some pathogenic bacteria such as Helicobacter pylori, Mycobacterium tuberculosis, and Staphylococcus aureus makes the bacterial Trx system essential for survival under oxidative stress. This provides an opportunity to kill these bacteria by targeting the TrxR-Trx system.
Copyright © 2013 Elsevier Inc. All rights reserved.

KEYWORDS:

GPx; ; Glutathione peroxidise
GR; Glutathione reductase;
GSH; Glutathione;
GST; Glutathione transferase;
Grx; Glutaredoxin;
H. pylori; Helicobacter pylori;
M. tuberculosis; Mycobacterium tuberculosis; Mycoredoxin; Mycothione; Mycothione reductase
 Methionine-O-sulfoxide reductase; Methionine-S-sulfoxide reductase;
NADPH; Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate;
Nrf2; Nuclear factor erythroid-related factor 2;
 PDI; Protein disulfide isomerase;
RNR; Ribonucleotide reductase;
 S. aureus; Staphylococcus aureus
 Thiol peroxidase;
TrxR,  Thioredoxin;
 Thioredoxin glutathione reductase;
Thioredoxin interacting protein;
TrxR, Thioredoxin reductase;
ROS,  reactive oxygen species;