Peroxirredoxina

As peroxirredoxinas (Prxs, ; símbolo raíz de HGNC  PRDX) son unha familia moi ubicua de encimas antioxidantes do grupo das oxidorredutases, que tamén controlan os niveis de peróxido inducidos por citocinas e, por tanto, son mediadoras da transdución de sinais en células de mamíferos. Os membros desta familia en humanos son: PRDX1, PRDX2, PRDX3, PRDX4, PRDX5 e PRDX6. A importancia fisiolóxica das peroxirredoxinas está indicada pola súa relativa abundancia (unha das proteínas máis importantes nos eritrocitos despois da hemoglobina é a peroxirredoxina 2). A súa función é a redución de peróxidos, especificamente peróxido de hidróxeno, alquil hidroperóxidos e peroxinitrito.

 Clasificación 
As Prxs foron historicamente divididas en tres clases (mecanísticas):
Prxs 2-Cys típicas
Prxs 2-Cys atípicas e
Prxs 1-Cys.
A designación de Prxs "1-Cys" e "2-Cys" introduciuse en 1994 e comprobouse que entre todas as 22 secuencias de Prx coñecidas daquela, só un residuo de Cys estaba absolutamente conservado; este é o residuo que agora se recoñece que é necesario como cisteína peroxidativa, CP. A segunda cisteína semiconservada atopada naquela época é a cisteína resolutoria, CR, que forma un enlace disulfuro intersubunidades con CP nas Prxs abundantes e moi estendidas denominadas "Prxs 2-Cys típicas".  Finalmente, descubriuse que a CR pode encontrarse en múltiples posicións en varios membros da familia das Prxs, o que levou a introducir a categoría das "Prx 2-Cys atípicas" (Prxs nas cales está presente unha CR, pero non na posición "típica", identificada orixinalmente).

Os membros da familia agora recoñecidos clasifícanse en seis clases ou subgrupos, designados como grupos Prx1 (esencialmente sinónimo de "Prxs 2-Cys típicas"), Prx5, Prx6, PrxQ, Tpx e AhpE. Agora recoñécese que a existencia e localización de CR nos 6 grupos é heteroxénea. Así, incluso a designación "Prx 1-Cys" estaba orixinalmente asociada co grupo Prx6 baseándose na falta dun CR na PrxVI humana, e moitos membros do grupo Prx6 parecen non ter unha CR, hai membros de "Prxs 1-Cys" e todos os subgrupos. Ademais, a CR pode localizarse en 5 posicións (que se saiba) da estrutura, formando un enlace disulfuro intersubunidade ou intrasubunidade na proteína oxidada (dependendo da localización de CR). Para axudar á identificación de novos membros e os subgrupos aos que pertencen, creouse unha base de datos na que se pode buscar (o PeroxiRedoxin classification indEX) que inclúe secuencias de Prx identificadas en GenBank (de xaneiro de 2008 a outubro de 2011) para as análises bioinformáticas e está  dispoñible publicamente.

 Ciclo catalítico 

O sitio activo das peroxirredoxinas presenta un residuo de cisteína con actividade redox (a cisteína peroxidativa), que sofre oxidación a un ácido sulfénico polo substrato peróxido. A reciclaxe do ácido sulfénico pasando de novo a tiol é o que distingue as tres clases de encimas. As peroxirredoxinas 2-Cys son reducidas por tiois como as tiorredoxinas, proteínas similares a tiorredoxinas ou posiblemente o glutatión, mentes que os encimas 1-Cys poden ser reducidos polo ácido ascórbico ou o glutatión en presenza da GST-π. Usando estruturas cristalinas de alta resolución, determinouse un ciclo catalítico detallado para as Prxs, incluíndo un modelo para o estado oligomérico regulado por redox proposto para controlar a actividade encimática. Estes encimas están inactivados por sobreoxidación (tamén chamada hiperoxidación) do tiol activo a ácido sulfínico (RSO2H). Este dano pode reverterse pola sulfirredoxina.

As peroxirredoxinas denomínanse frecuentemente alquil hidroperóxido redutases (AhpC) en bacterias. Outros nomes son antioxidante específico de tiol (TSA) e tiorredoxina peroxidase (TPx).

Os mamíferos expresan seis peroxirredoxinas:.
 Encimas 1-Cys: PRDX6 (no grupo Prx6)
 Encimas 2-Cys: PRDX1, PRDX2, PRDX3, PRDX4 (os catro do grupo Prx1) e PRDX5 (do grupo Prx5)

 Regulación encimática 

As peroxirredoxinas poden ser reguladas por fosforilación, estado redox como a sulfonación, acetilación, nitración, estados de oligomerización e truncamento.

 Función 
A peroxirredoxina é reducida pola tiorredoxina (Trx) despois de reducir o peróxido de hidróxeno (H2O2) nas seguintes reaccións:

 Prx(reducida) + H2O2 → Prx(oxidada) + 2H2O
 Prx(oxidada) + Trx(reducida) → Prx(reducida) + Trx(oxidada)
en termos químicos, estas reaccións poden representarse así:
 RSH + H2O2 → RSOH + 2H2O
RSOH  +  R'SH  →  RSSR'
 RSSR' + 2 R"SH → RSH + R'SH  +  R"SSR"

A forma oxidada da Prx é inactiva na súa actividade redutase, pero pode funcionar como chaperona molecular, que require a doazón de electróns desde a Trx reducida para restaurar a súa actividade catalítica.

A importancia fisiolóxica das peroxirredoxinas ilústrase pola súa relativa abundancia (unha das proteínas máis abundantes nos eritrocitos despois da hemoglobina é a peroxirredoxina 2) así como por estudos en ratos knockout. Os ratos que carecen de peroxirredoxina 1 ou 2 desenvolven unha grave anemia hemolítica e están predispostos a certos cancros haematopoéticos. Os ratos con knockout de xenes para a peroxirredoxina 1 teñen un 15% de redución da súa lonxevidade. Os ratos knockout para a peroxirredoxina 6 son viables e non mostran unha patoloxía importante obvia, pero son máis sensibles a certas fontes exóxenas de estrés oxidativo, como a hiperoxia. Os ratos knockout para a peroxirredoxina 3 (peroxirredoxina da matriz mitocondrial) son viables e non mostran unha patoloxía relevante obvia. Propúxose que as peroxirredoxinas xogan un papel na sinalización celular ao regularen os niveis de H2O2.

As peroxirredoxinas 2-Cys de plantas son destinadas postraducionalmente aos cloroplastos, onde protexen a membrana fotosintética contra danos fotooxidativos. A expresión xénica nuclear depende de sinalización do cloroplasto ao núcleo e responde a sinais fotosintéticos, como a dispoñibilidade de aceptor no fotosistema II e metabolismo do ácido abscísico.

 Reloxo circadiano 
As peroxirredoxinas foron implicadas no funcionamento do reloxo circadiano interno de 24 horas de moitos organismos.

 Notas 

 Véxase tamén 
 Outros artigos 
Catalase
Estrés oxidativo
Peroxidase
Especies reactivas do oxíxeno
Superóxido dismutase

Categoría:Oxidorredutases
Categoría:Antioxidantes