R. Borgacci'nin çinko fonksiyonları

ne

Çinko Nedir?

İnsan sağlığı için vazgeçilmez bir besin maddesi olarak kabul edilen çinko, vücutta sayısız fonksiyon yerine getirmektedir.

İnsan vücudunda çinko

İnsan vücudu yaklaşık 2-4 gram çinko içerir. Bunların çoğu organlarda, prostatta ve gözlerde daha fazla konsantrasyonlarla; Ayrıca beyinde, kaslarda, kemiklerde, böbreklerde ve karaciğerde bol miktarda bulunur. Sperm, prostat bezinin işleyişi ve üreme organlarının büyümesi için anahtar faktör olan çinko bakımından özellikle zengindir.

İşlevler ve Biyolojik Rol

Çinko, özellikle enzimlerin, nükleik asitlerin ve çeşitli türlerdeki proteinlerin oluşumunda ve işleyişinde çok önemli biyolojik fonksiyonlara ve rollere sahip gibi görünmektedir. Peptitler içerisinde çinko iyonları, aspartik asit, glutamik asit, sistein ve histidinin amino asitlerinin yan zincirleriyle sıklıkla koordine edilir. Bununla birlikte, proteinlerdeki ve ayrıca diğer geçiş metallerinin tanımladığı bu çinko bağlanmasının teorik ve hesaplamalı tanımını açıklamak zordur.

İnsanlarda çinkonun biyolojik fonksiyonları ve rolleri her yerde bulunur. Çok çeşitli organik ligandlarla etkileşime girer ve RNA ve DNA nükleik asitlerinin metabolizmasında, sinyal iletimi ve gen ekspresyonunda önemli fonksiyonlara sahiptir. Çinko ayrıca apoptosis - hücre ölümünü de düzenler. 2006'daki bir çalışma, insan proteinlerinin yaklaşık% 10'unun, mineral taşınımında yer alan yüzlerce diğer peptid faktöründen bahsetmek yerine çinkonun biyolojik rolü ile ilgili olduğunu; benzer bir "silico" çalışması - bilgisayar simülasyonu - Arabidopsis thaliana fabrikasında çinkoya bağlı 2367 protein bulundu.

Beyinde çinko, glutamaterjik nöronların spesifik sinaptik keseciklerinde depolanır ve nöronal uyarılabilirliği modüle edebilir. Sinaptik plastisitede ve dolayısıyla karmaşık öğrenme fonksiyonunda önemli bir rol oynar. Çinko homeostazı, merkezi sinir sisteminin fonksiyonel düzenlenmesinde de kritik bir rol oynar. Merkezi sinir sistemindeki çinko homeostazındaki dengesizliklerin, potansiyele sahip aşırı sinaptik çinko konsantrasyonlarına neden olabileceğine inanılmaktadır:

Mitokondriyal oksidatif strese bağlı nörotoksisite - örneğin, kompleks I, kompleks III ve α-ketoglutarat dehidrojenaz gibi elektron taşıma zincirinde yer alan bazı enzimleri keserek
Uzun süreli kalsiyum homeostazı
Nöronal glutamaterjik eksitotoksisite
İntranöronal sinyal iletimi ile girişim.

L- ve D- histidin - aynı amino asidin izomerleri - çinkonun beyine emilimini kolaylaştırır. SLC30A3 - çözünen taşıyıcı aile 30 üye 3 veya çinko taşıyıcı 3 - beyin mineral homeostazında rol alan çinkonun birincil taşıyıcısıdır.

Enzimler

Pek çok biyokimyasal fonksiyon ve çinko rolleri arasında, dediğimiz gibi, enzim yapısı var.

Çinko (daha doğrusu Zn2 + iyonu) hidroksilasyon ve diğer enzimatik reaksiyonlar için faydalı bir katalitik ajan yapan çok verimli bir Lewis asididir. Aynı zamanda, çeşitli biyolojik reaksiyonları gerçekleştirmek için konformasyonu hızla değiştirmek için onu kullanan proteinlere izin veren esnek bir koordinasyon geometrisine sahiptir. Çinko içeren enzimlerin iki örneği: karbondioksit (CO2) düzenlenmesi ve proteinlerin sindirimi için gerekli olan karbonik anhidraz ve karboksipeptidaz.

Çinko ve karbonik anhidraz

Omurgalı kanında, karbonik anhidraz enzimi CO2'yi bikarbonata dönüştürür ve aynı enzim daha sonra akciğerlerden salınan bikarbonatı CO2'ye dönüştürür. Bu enzim olmadan, normal kan pH'ında, dönüşüm yaklaşık bir milyon kat daha yavaş gerçekleşir ya da 10 veya daha fazla bir pH gerektirir. İlişkisiz β-karbon anhidraz, yapraklar oluşumu, asetik indolik asit (oksin) ve alkolik fermantasyonun sentezi için bitkiler için önemlidir.

Çinko ve karboksipeptidaz

Karboksipeptidaz enzimi, protein sindirimi sırasında peptit bağlarını yarır; daha kesin olarak, peptidin CO grubu üzerindeki nükleofilik saldırıyı kolaylaştırır, yüksek oranda reaktif bir nükleofil oluşturur veya saldırı için karbonili aktive eder

kutuplaşmadan Ayrıca, tetrahedral ara veya geçiş durumunu - dengeler.

karbonil karbona nükleofilik atak ile üretilir. Sonunda atomunu stabilize etmesi gerekir

CN bağını bir kez uygun bir grup haline getirmek için amid azotu,

kırıldı.

Sinyal

Çinko, sinyal yollarını aktive edebilen bir mesajlaşma fonksiyonuna sahiptir. Bu yolların çoğu, kanserin anormal büyümesini güçlendirir. Antikanser tedavilerinden biri ZIP konveyörlerinin (irt benzeri protein - çinko taşıyıcı protein) hedeflenmesini sağlar. Bunlar, çinkonun membran içi geçişini kontrol eden ve hücre içi ve sitoplazmik konsantrasyonlarını düzenleyen, çözünen görevliler ailesinin zar taşıma proteinleridir.

Diğer proteinler

Çinko, "çinko parmağı" - veya çinko parmaklarında, DNA'yı bağlayabilen spesifik protein bölgelerinde yapısal bir işleve sahiptir. Çinko parmak, bazı transkripsiyon faktörlerinin, replikasyon ve transkripsiyon işlemleri sırasında DNA sekanslarını tanıyan proteinlerin bir parçasını oluşturur.

Çinko çinko parmak iyonları, transkripsiyon faktöründeki dört amino aside eşgüdümlü bir şekilde bağlanarak parmak yapısının korunmasına yardımcı olur. Transkripsiyon faktörü, DNA sarmalını sarar ve hedef diziye doğru bir şekilde bağlanmak için çeşitli "parmak" kısımlarını kullanır.

Kan plazmasında çinko, albümin (% 60 - düşük afinite) ve transferrin (% 10) ile bağlanır ve taşınır. İkincisi aynı zamanda çinko emilimini azaltan ve bunun tersi de olan demir taşır. Benzer bir düşmanlık da çinko ve bakır arasında meydana gelir. Kan plazmasındaki çinko konsantrasyonu, oral alımın (yiyecek ya da takviyelerle) çinko alımına bakılmaksızın nispeten sabit kalır. Tükürük bezi hücreleri, prostat bezleri, bağışıklık sistemi ve bağırsak hücreleri birbirleriyle iletişim kurmak için çinko sinyalini kullanır.

Bazı mikroorganizmalarda, bağırsakta ve karaciğerde çinko, metalotiyonin rezervlerinin içinde depolanabilir. Bağırsak hücresi MT, gıda çinko emilimini% 15-40 oranında düzenleyebilir. Bununla birlikte, yetersiz veya aşırı alım zararlı olabilir; Aslında, karşıtlık ilkesi nedeniyle, aşırı çinko bakırın emilimini tehlikeye atar.

İnsan dopamin taşıyıcı, hücre içi çinko için, bir kez doymuş olarak dopamin geri alımını inhibe eden ve amfetamin in vitro tarafından indüklenen dopamin akışını güçlendiren yüksek afiniteli bir bağlanma bölgesi içerir. İnsan serotonin ve norepinefrin taşıyıcıları, çinko bağlayıcı bölgeler içermez.

kaynakça

Maret, Wolfgang (2013). "Bölüm 12. Çinko ve İnsan Hastalıkları". Astrid Sigel'de; Helmut Sigel; Roland KO Sigel. Esansiyel Metal İyonları ve İnsan Hastalıkları Arasındaki İlişkiler. Yaşam Bilimlerinde Metal İyonları. 13. Springer. s. 389-414.
Prakash A, Bharti K, Majeed AB (Nisan 2015). "Çinko: beyin bozukluklarında endikasyonlar". Fundam Clin Pharmacol. 29 (2): 131-149.
Cherasse Y, Urade Y (Kasım 2017). "Diyet Çinko Uyku Modülatör Olarak Çalışır". Uluslararası Moleküler Bilimler Dergisi. 18 (11): 2334. Çinko insan vücudunda en bol bulunan ikinci eser metaldir ve birçok biyolojik işlem için gereklidir. ... İz metal, 300'den fazla enzim ve 1000 transkripsiyon faktörü için temel bir kofaktördür [16]. ... Merkezi sinir sisteminde, çinko ikinci en bol bulunan eser metaldir ve birçok işleme katılmaktadır. Enzimatik aktivitedeki rolüne ek olarak, hücre sinyallemesinde ve nöronal aktivitenin modülasyonunda da rol oynar.
Prasad A.Ş. (2008). "İnsan Sağlığında Çinko: Çinkonun İmmün Hücreler Üzerine Etkisi". Mol. Med 14 (5-6): 353-7
Çinko'nun mikroorganizmalardaki rolü özellikle gözden geçirilmiştir: Sugarman B (1983). "Çinko ve enfeksiyon". Enfeksiyon Hastalıklarının Gözden Geçirilmesi. 5 (1): 137-47.
Cotton 1999, s. 625-629
Erik, Laura; Rink, Lothar; Haase, Hajo (2010). "Temel Toksin: Çinkonun İnsan Sağlığına Etkisi". Int J Environmental Res Halk Sağlığı. 7 (4): 1342-1365 sayılı belgeler.
Brandt, Erik G.; Hellgren, Mikko; Brinck, Tore; Bergman, Tomas; Edholm, Olle (2009). "Alkol dehidrojenaz yapısal çinko bölgesini taklit eden bir peptidde sisteinlere çinko bağlanmasının moleküler dinamiği çalışması". Fiz. Chem. Chem. Fiz. 11 (6): 975-83
Rink, L; Gabriel P. (2000). "Çinko ve bağışıklık sistemi". Proc Nutr Soc., 59 (4): 541-52.
Wapnir, Raul A. (1990). Protein Beslenmesi ve Mineral Emilimi. Boca Raton, Florida: CRC Press.
Berdanier, Carolyn D.; Dwyer, Johanna T.; Feldman, Elaine B. (2007). Beslenme ve Gıda El Kitabı. Boca Raton, Florida: CRC Press.
Bitanihirwe BK, Cunningham MG (Kasım 2009). "Çinko: beynin karanlık atı". Sinaps. 63 (11): 1029-1049 sayılı belge.
Nakashima AS; Dyck RH (2009). "Çinko ve kortikal plastisite". Brain Res Rev. 59 (2): 347-73
Tyszka-Czochara M, Grzywacz A, Gdula-Argasińska J, Librowski T, Wiliński B, Opoka K (Mayıs 2014). "Çinkonun merkezi sinir sistemi (CNS) hastalıklarının patojenitesi ve tedavisinde rolü" Uygun CNS fonksiyonu için çinko homeostazının etkileri "(PDF). Acta. Pol. 71 (3): 369-377. 29 Ağustos 2017 tarihinde orjinalinden arşivlendi (PDF).
PMID 17119290
NRC 2000, s. 443
Stipanuk, Martha H. (2006). İnsan Beslemesinin Biyokimyasal, Fizyolojik ve Moleküler Yönleri. WB Saunders Şirketi. s. 1043-1067.
Greenwood 1997, s. 1224-1225
Kohen, Amnon; Limbach, Hans-Heinrich (2006). Kimyada ve Biyolojide İzotop Etkileri. Boca Raton, Florida: CRC Press. s. 850.
Greenwood 1997, s. 1225
Cotton 1999, s. 627
Gadallah, MAA (2000). "İndol-3-asetik asit ve çinkonun su eksikliği altında yetişen soya bitkilerinin büyümesi, ozmotik potansiyeli ve çözünür karbon ve azot bileşenlerine etkisi". Kurak Ortamlar Dergisi. 44 (4): 451-467.
Ziliotto, Silvia; Ogle, Olivia; Yaylor, Kathryn M. (2018). "Bölüm 17. Kanseri Önlemek İçin Çinko (II) Sinyallerinin Hedeflenmesi". Sigel'de Astrid; Sigel, Helmut; Freisinger, Eva; Sigel, Roland KO Metal-İlaçlar: Antikanser Ajanların Gelişimi ve Etkileri. 18. Berlin: de Gruyter GmbH. s. 507-529.
Cotton 1999, s. 628
Whitney, Eleanor Noss; Rolfes, Sharon Rady (2005). Beslenme Anlamak (10. basım). Thomson Öğrenme. s. 447-450
NRC 2000, s. 447
Hershfinkel, Michal; Silverman, William F .; Sekler, İsrail (2007). "Çinko Algılama Alıcısı, Çinko ve Hücre Sinyali Arasında Bir Bağlantı". Moleküler Tıp. 13 (7-8): 331-6.
Cotton 1999, s. 629
Blake, Steve (2007). Vitaminler ve Mineraller Demystified. McGraw-Hill Profesyonel. s. 242.
Fosmire, GJ (1990). "Çinko toksisitesi". Amerikan Klinik Beslenme Dergisi. 51 (2): 225-7.
Krause J (Nisan 2008). "Dikkat eksikliği / hiperaktivite bozukluğunda dopamin taşıyıcısının SPECT ve PET'i". Uzman Rev. Neurother. 8 (4): 611-625.
Sulzer D (Şubat 2011). "Bağımlılık yapan ilaçlar presinaptik dopamin nörotransmisyonunu nasıl bozar". Nöron. 69 (4): 628-649 sayılı belgeler.
Scholze P, Norregaard L, Şarkıcı EA, Freissmuth M, Gether U, Sitte HH (Haziran 2002). "Çinko iyonlarının monoamin taşıyıcılarının aracılık ettiği ters taşımadaki rolü". J. Biol. Chem. 277 (24): 21505-21513 sayılı belgeler. İnsan dopamin taşıyıcı (hDAT), hücre dışı yüzünde üç koordine edici kalıntı içeren bir endojen yüksek afiniteli Zn2 + bağlanma bölgesi içerir (His193, His375 ve Glu396). ... Bu nedenle, Zn2 + glutamat ile birlikte salındığında, dopamin akışını iyi bir şekilde arttırabilir.