Oxidative attack on proteins result

Oxidative attack on proteins results in site-specific amino acid modifications, fragmentation of the peptide chain, aggregation of cross-linked reaction products, altered electrical charge and increased susceptibility to proteolysis. The amino acids in a peptide differ in their susceptibility to attack, and the various forms of activated oxygen differ in their potential reactivity. Primary, secondary, and tertiary protein structures alter the relative susceptibility of certain amino acids. In spite of this complexity, generalisations can be made. Sulphur containing amino acids, and thiol groups specifically, are very susceptible sites. Activated oxygen can abstract an H atom from cysteine residues to form a thiyl radical that will cross-link to a second thiyl radical to form disulphide bridges. Alternatively, oxygen can add to a methionine residue to form methionine sulphoxide derivatives. Reduction of both of these may be accomplished in microbial systems by thioredoxin and thioredoxin reductase (Farr and Kogama, 1991). A protein-methionine-S-oxide reductase has been measured in pea chloroplasts (Ferguson and Burke, 1992). This enzyme reduces the methionyl sulfoxide back to methionyl residues in the presence of thioredoxin (Brot and Weissbach, 1982). In some instances this enzyme has restored the biological activity of a protein, but this function in plants has not been described.

Other forms of free radical attack on proteins are not reversible. For example, the oxidation of iron-sulphur centres by superoxide destroys enzymatic function (Gardner and Fridovich, 1991). Many amino acids undergo specific irreversible modifications when a protein is oxidised. For example, tryptophan is readily cross-linked to form bityrosine products (Davies, 1987). Histidine, lysine, proline, arginine, and serine form carbonyl groups on oxidation (Stadtman, 1986). The oxidative degradation of protein is enhanced in the presence of metal cofactors that are capable of redox cycling, such as Fe. In these cases, the metal binds to a divalent cation binding site on the protein. The metal then reacts with hydrogen peroxide in a Fenton reaction to form a hydroxyl radical that rapidly oxidises an amino acid residue at or near the cation binding site of the protein (Stadtman, 1986). This site-specific alteration of an amino acid usually inactivates the enzyme by destruction of the cation binding site.

Oxidative modification of specific amino acids is one mechanism of marking a protein for proteolysis (Stadtman, 1986). In E. coli there are specific proteases that degrade oxidised proteins (Farr and Kogoma, 1991) and similar specificity is expected in plants. It is well documented that the various peptide components of photosystem II turnover at different frequencies; the D1 protein specifically is noted for its high rate of turnover, and it is assumed that this is a consequence of oxidative attack at specific sites on the protein (Barber and Andersson, 1992).

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ผลโปรตีนกรดอะมิโนเฉพาะปรับเปลี่ยน การกระจายตัวของโซ่เพปไทด์ รวมผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา cross-linked, oxidative โจมตีเปลี่ยนแปลงประจุไฟฟ้า และเพิ่มง่าย proteolysis กรดอะมิโนในเพปไทด์แตกต่างง่ายการโจมตี และเปิดออกซิเจนแบบต่าง ๆ แตกต่างกันในการเกิดปฏิกิริยาอาจเกิดขึ้น โครงสร้างโปรตีนหลัก รอง และระดับตติยภูมิเปลี่ยนไวญาติของกรดอะมิโนบาง แม้ความซับซ้อน generalisations สามารถทำ กรดอะมิโนที่มีซัลเฟอร์ และกลุ่ม thiol เฉพาะ จะไวมากต่อไซต์ เปิดออกซิเจนสามารถบทคัดย่ออะตอม H จากตก cysteine เพื่อ thiyl ที่รุนแรงที่จะ cross-link กับ thiyl สองที่รุนแรงการฟอร์ม disulphide สะพาน หรือ สามารถเพิ่มออกซิเจนให้ methionine ตกค้างการฟอร์ม methionine sulphoxide อนุพันธ์ ลดลงทั้งนี้อาจทำได้ในระบบจุลินทรีย์ โดย thioredoxin และ thioredoxin reductase (Farr และ Kogama, 1991) มีการวัด reductase โปรตีน-methionine-S-ออกไซด์ใน chloroplasts กฟภ (เฟอร์กูสันและลิตี้เบอร์ก 1992) เอนไซม์นี้ลด methionyl sulfoxide ไป methionyl ตกในต่อหน้าของ thioredoxin (Brot และ Weissbach, 1982) ในบางกรณี เอนไซม์นี้ได้คืนค่ากิจกรรมชีวภาพของโปรตีนเป็น แต่ไม่ได้อธิบายฟังก์ชันนี้ในพืชโจมตีอนุมูลอิสระโปรตีนในรูปแบบอื่น ๆ ไม่สามารถย้อนกลับ ตัวอย่าง ออกซิเดชันของศูนย์เหล็กซัลเฟอร์โดยซูเปอร์ออกไซด์ทำลายเอนไซม์ในระบบฟังก์ชัน (การ์ดเนอร์และ Fridovich, 1991) กรดอะมิโนจำนวนมากรับปรับเปลี่ยนให้เฉพาะเมื่อ oxidised โปรตีนเป็น ตัวอย่าง ทริปโตเฟนเป็น cross-linked พร้อมแบบฟอร์มผลิตภัณฑ์ bityrosine (เดวีส์ 1987) Histidine แอล-ไลซีน proline อาร์จินีน และแถแบบกลุ่ม carbonyl ในออกซิเดชัน (Stadtman, 1986) เพิ่มลด oxidative ของโปรตีนในต่อหน้าของใช้โคแฟกเตอร์โลหะที่มีความสามารถในการขี่จักรยาน เช่น Fe redox ในกรณีเหล่านี้ โลหะ binds ไปยังไซต์ผูก divalent cation ในโปรตีน โลหะทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในปฏิกิริยา Fenton เพื่อเป็นไฮดรอกซิที่ oxidises ตกค้างเป็นกรดอะมิโนที่ หรือ ใกล้ไซต์ผูก cation โปรตีน (Stadtman, 1986) อย่างรวดเร็ว แล้ว เปลี่ยนเป็นกรดอะมิโนนี้เฉพาะมักจะยกเลิกเรียกเอนไซม์ที่ โดยทำลายของไซต์ cation ผูกการปรับเปลี่ยนกรดอะมิโนเฉพาะ oxidative เป็นกลไกของเครื่องโปรตีนสำหรับ proteolysis (Stadtman, 1986) ใน E. coli มี proteases เฉพาะที่ย่อยสลายโปรตีน oxidised (Farr และ Kogoma, 1991) และคาดว่าคล้าย specificity ในพืช เป็นอย่างดีเอกสารที่เพปไทด์ส่วนประกอบต่าง ๆ ของ photosystem II การหมุนเวียนที่ความถี่ต่าง ๆ ง 1 โปรตีนเฉพาะเป็นสังเกตสำหรับอัตราการหมุนเวียนสูง และก็สันนิษฐานว่า เป็นผลมาจากการโจมตี oxidative ที่ไซต์ที่ระบุโปรตีน (ร้านและ Andersson, 1992)

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

โจมตี oxidative ผลการโปรตีนในเว็บไซต์เฉพาะการปรับเปลี่ยนกรดอะมิโน, การกระจายตัวของห่วงโซ่เปปไทด์, การรวมตัวของ cross-linked ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาการเปลี่ยนแปลงค่าไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นและความไวต่อการ proteolysis กรดอะมิโนเปปไทด์ในแตกต่างกันในความอ่อนแอของพวกเขาที่จะโจมตีและรูปแบบต่างๆของออกซิเจนเปิดใช้งานแตกต่างกันในการเกิดปฏิกิริยาที่มีศักยภาพของพวกเขา ประถมศึกษามัธยมศึกษาและโครงสร้างโปรตีนในระดับอุดมศึกษาปรับเปลี่ยนความไวต่อญาติของกรดอะมิโนบางอย่าง ทั้งๆที่มีความซับซ้อนนี้ generalizations สามารถทำ ซัลเฟอร์ที่มีกรดอะมิโนและกลุ่ม thiol โดยเฉพาะเว็บไซต์ที่อ่อนไหวมาก ออกซิเจน Activated สามารถนามธรรมอะตอม H จาก cysteine ​​ตกค้างในรูปแบบรุนแรง thiyl ที่จะข้ามเชื่อมโยงไปยังสอง thiyl รุนแรงในรูปแบบสะพาน disulphide อีกทางเลือกหนึ่งออกซิเจนสามารถเพิ่มสารตกค้าง methionine ในรูปแบบสัญญาซื้อขายล่วงหน้า sulphoxide methionine การลดลงของทั้งสองคนนี้อาจจะประสบความสำเร็จในระบบจุลินทรีย์โดย thioredoxin และ reductase thioredoxin (ฟาร์และ Kogama, 1991) reductase โปรตีน methionine-S-ออกไซด์ได้รับการวัดในคลอโรพลาถั่ว (เฟอร์กูสันและเบิร์ค 1992) ซึ่งจะช่วยลดการทำงานของเอนไซม์ sulfoxide methionyl กลับไปตกค้าง methionyl ในการปรากฏตัวของ thioredoxin (Brot และ Weissbach, 1982) ในบางกรณีเอนไซม์นี้ได้รับการบูรณะฤทธิ์ทางชีวภาพของโปรตีน แต่ฟังก์ชั่นนี้ในโรงงานยังไม่ได้รับการอธิบาย. รูปแบบอื่น ๆ ของการโจมตีอนุมูลอิสระในโปรตีนที่ไม่ย้อนกลับ ยกตัวอย่างเช่นการเกิดออกซิเดชันของศูนย์เหล็กกำมะถันโดย superoxide ทำลายการทำงานของเอนไซม์ (การ์ดเนอร์และ Fridovich, 1991) กรดอะมิโนหลายคนกลับไม่ได้รับการปรับเปลี่ยนเฉพาะเมื่อโปรตีนถูกออกซิไดซ์ ตัวอย่างเช่นโพรไบโอใช้ง่าย cross-linked ในรูปแบบผลิตภัณฑ์ bityrosine (เดวีส์, 1987) ฮิสติดีนไลซีนโพรลีน, อาร์จินีและรูปแบบซีรีนกลุ่มคาร์บอนิลในการเกิดออกซิเดชัน (Stadtman, 1986) การย่อยสลายของโปรตีนออกซิเดชันจะเพิ่มขึ้นในการปรากฏตัวของปัจจัยโลหะที่มีความสามารถของการขี่จักรยานอกซ์เช่นเฟ ในกรณีเหล่านี้โลหะผูกกับเว็บไซต์ไอออน divalent ผูกพันโปรตีน โลหะแล้วทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในปฏิกิริยาเฟนในรูปแบบไฮดรอกซิรุนแรงที่รวดเร็ว oxidises ตกค้างกรดอะมิโนที่หรือใกล้ไอออนบวกเว็บไซต์ผูกพันของโปรตีน (Stadtman, 1986) นี้การเปลี่ยนแปลงเว็บไซต์ที่เฉพาะเจาะจงของกรดอะมิโนที่มักจะยับยั้งเอนไซม์โดยการทำลายของไอออนบวกที่มีผลผูกพันเว็บไซต์. การปรับเปลี่ยน Oxidative ของกรดอะมิโนที่เฉพาะเจาะจงเป็นหนึ่งในกลไกของการทำเครื่องหมายโปรตีนสำหรับ proteolysis (Stadtman, 1986) ในเชื้อ E. coli มีโปรตีเอสที่เฉพาะเจาะจงที่ย่อยสลายโปรตีนเหลี่ยม (ฟาร์และ Kogoma, 1991) และความจำเพาะที่คล้ายกันคาดว่าในพืช มันเป็นเอกสารที่ดีว่าส่วนประกอบต่างๆของเปปไทด์ photosystem II มูลค่าการซื้อขายที่ความถี่ที่แตกต่างกัน โปรตีน D1 เฉพาะตั้งข้อสังเกตสำหรับอัตราที่สูงของผลประกอบการและมันจะสันนิษฐานว่านี้เป็นผลมาจากการโจมตีออกซิเดชันที่เว็บไซต์ที่เฉพาะเจาะจงในโปรตีน (ตัดผมและแอนเดอ, 1992)

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

โจมตีออกซิเดชันในโปรตีนกรดอะมิโนเฉพาะผลลัพธ์ในการปรับเปลี่ยนของเปปไทด์โซ่ ทำให้เกิดปฏิกิริยาการรวมตัวของผลิตภัณฑ์ , การเปลี่ยนแปลงประจุไฟฟ้า และเพิ่มความไวต่อโปรตีโ ลซิส . กรดอะมิโนในกลุ่มเปปไทด์ที่แตกต่างกันในการโจมตี และรูปแบบต่างๆของการใช้ออกซิเจนที่มีศักยภาพของพวกเขา หลักทุติยภูมิ และตติยภูมิเปลี่ยนแปลงโครงสร้างโปรตีนมากกว่าญาติของกรดอะมิโนบางอย่าง . ทั้งๆที่มีความซับซ้อนนี้ รวม สามารถทำ กำมะถันที่ประกอบด้วยกรดอะมิโน และขนาดกลุ่มโดยเฉพาะ เป็นคนอ่อนไหว เว็บไซต์เปิดใช้งานออกซิเจนสามารถนามธรรมเป็น H อะตอมจากซิสเตอีนตกค้างในรูปแบบรุนแรง thiyl ที่จะข้ามไปยังอีกรูปแบบ thiyl ราก = สะพาน อีกวิธีหนึ่งคือ ออกซิเจนสามารถเพิ่มเมทไธโอนีนเป็นกากฟอร์มเมทไธโอนีน sulphoxide สัญญาซื้อขายล่วงหน้า การลดลงของทั้งสองอาจจะประสบความสำเร็จในระบบโดยจุลินทรีย์และเอนไซม์ thioredoxin thioredoxin ( ฟาร์ และ kogama , 1991 )เป็น protein-methionine-s-oxide เตสถูกวัดในปล้อนเมล็ดถั่ว ( เฟอร์กูสัน และ เบิร์ก , 1992 ) เอนไซม์นี้ช่วยลด methionyl ซัลฟอกไซด์กลับไป methionyl ตกค้างในการแสดงตนของ thioredoxin ( brot และ weissbach , 1982 ) ในบางกรณีเมื่อมีการบูรณะและฤทธิ์ทางชีวภาพของโปรตีน แต่ฟังก์ชันนี้ในพืชได้

อธิบายรูปแบบอื่น ๆของการโจมตีที่รุนแรงบนฟรีโปรตีนไม่ย้อนกลับได้ ตัวอย่างเช่น การเกิดออกซิเดชันของศูนย์ กำมะถัน เหล็ก โดยทำลายเอนไซม์ Superoxide ฟังก์ชัน ( Gardner และ fridovich , 1991 ) กรดอะมิโนหลายผ่านที่เฉพาะเจาะจงได้ปรับเปลี่ยนเมื่อโปรตีนได้หมด . ตัวอย่างเช่น ทริปโตเฟน พร้อมเชื่อมโยงไปยังแบบฟอร์มผลิตภัณฑ์ bityrosine ( Davies , 1987 ) เมื่อไลซีน , โพรลีนอาร์จินีน และเอนไซม์คาร์บอนิลกลุ่มแบบฟอร์มออกซิเดชัน ( stadtman , 1986 ) การออกซิเดชันของโปรตีนที่เพิ่มขึ้นในตัวของโลหะโคแฟคเตอร์ที่มีความสามารถของจักรยานไฟฟ้า เช่น เหล็ก ในทั้งสองกรณีโลหะเพื่อการผูกมัดเว็บไซต์แต่ไม่พบในโปรตีนโลหะแล้วทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในปฏิกิริยาเฟนตันแบบเอชทีทีพีที่รวดเร็ว oxidises เป็นกรดอะมิโนหรือใกล้การมัดเว็บไซต์ของโปรตีน ( stadtman , 1986 ) การเปลี่ยนแปลงนี้เฉพาะของกรดอะมิโนมักจะ inactivates เอนไซม์โดยการทำลายของการมัดเว็บไซต์

การออกซิเดชันของเฉพาะกรดอะมิโนเป็นหนึ่งในกลไกของเครื่องหมายโปรตีนสำหรับโปรตีโ ลซิส ( stadtman , 1986 ) ใน E . coli มีเฉพาะทางที่ย่อยสลายโปรตีน ( ฟาร์ได้หมด และ kogoma , 1991 ) และความจำเพาะใกล้เคียง คาดว่าในพืช มันเป็นเอกสารที่ดีที่ต่างๆส่วนประกอบเปปไทด์ของ photosystem II การหมุนเวียนที่ความถี่แตกต่างกันD1 โปรตีนโดยเฉพาะเป็นที่สังเกตของอัตราการหมุนเวียน และว่ากันว่า นี่คือผลของการโจมตีที่พบเว็บไซต์ที่เฉพาะเจาะจงบนโปรตีน ( ผม และ แอนเดอร์ น , 1992 )