Fungsi seng R.Borgacci

apa

Apa itu seng?

Seng, yang dianggap sebagai nutrisi penting bagi kesehatan manusia, melakukan banyak fungsi di seluruh tubuh.

Seng dalam tubuh manusia

Tubuh manusia mengandung sekitar 2-4 gram seng. Sebagian besar di organ, dengan konsentrasi yang lebih besar di prostat dan di mata; itu juga berlimpah di otak, otot, tulang, ginjal, dan hati. Sperma sangat kaya akan seng, faktor kunci dalam fungsi kelenjar prostat dan pertumbuhan organ reproduksi.

Fungsi dan Peran Biologis

Seng tampaknya memiliki fungsi dan peran biologis yang sangat penting, terutama dalam pembentukan dan fungsi enzim, asam nukleat dan protein dari berbagai jenis. Dalam peptida, ion seng sering dikoordinasikan dengan rantai samping asam amino dari asam aspartat, asam glutamat, sistein dan histidin. Namun, deskripsi teoretis dan komputasi dari ikatan seng dalam protein - serta logam transisi lainnya - sulit untuk dijelaskan.

Pada manusia, fungsi biologis dan peran seng ada di mana-mana. Ini berinteraksi dengan berbagai ligan organik dan memiliki fungsi penting dalam metabolisme RNA dan asam nukleat DNA, dalam transduksi sinyal dan dalam ekspresi gen. Seng juga mengatur apoptosis - kematian sel. Sebuah studi tahun 2006 memperkirakan bahwa sekitar 10% protein manusia terkait dengan peran biologis seng, belum lagi ratusan faktor peptida lain yang terlibat dalam transportasi mineral; studi "in silico" yang serupa - simulasi komputer - di pabrik Arabidopsis thaliana menemukan 2.367 protein yang terikat seng.

Di otak, seng disimpan dalam vesikula sinaptik spesifik dari neuron glutamatergik dan dapat memodulasi rangsangan saraf. Ini memainkan peran kunci dalam plastisitas sinaptik dan karenanya dalam fungsi pembelajaran yang kompleks. Homeostasis seng juga memainkan peran penting dalam regulasi fungsional sistem saraf pusat. Diyakini bahwa ketidakseimbangan homeostasis seng pada sistem saraf pusat dapat menyebabkan konsentrasi seng sinaptik yang berlebihan dengan potensi:

• Neurotoksisitas, karena stres oksidatif mitokondria - misalnya, mengganggu enzim tertentu yang terlibat dalam rantai transpor elektron, seperti kompleks I, kompleks III dan α-ketoglutarate dehydrogenase
• Ketidakrataan homeostasis kalsium
• Eksitotoksisitas neuron glutammatergik
• Gangguan dengan transduksi sinyal intraneuronal.

L- dan D-histidin - isomer dari asam amino yang sama - memfasilitasi penyerapan seng di otak. SLC30A3 - keluarga pembawa zat terlarut 30 anggota 3 atau transporter seng 3 - adalah pembawa seng utama yang terlibat dalam homeostasis mineral otak.

enzim

Di antara banyak fungsi dan peran bio-kimia seng, kami telah mengatakan, ada konstitusi enzim.

Seng (lebih tepatnya ion Zn2 ​​+) adalah asam Lewis yang sangat efisien, sifat yang membuatnya menjadi zat katalitik yang berguna untuk hidroksilasi dan reaksi enzimatik lainnya. Ini juga memiliki geometri koordinasi yang fleksibel, yang memungkinkan protein yang menggunakannya untuk dengan cepat mengubah konformasi untuk melakukan berbagai reaksi biologis. Dua contoh enzim yang mengandung seng adalah: carbonic anhydrase dan carboxypeptidase, yang diperlukan untuk proses regulasi karbon dioksida (CO2) dan pencernaan protein.

Seng dan karbonat anhidrase

Dalam darah vertebrata, enzim karbonat anhidrase mengubah CO2 menjadi bikarbonat dan enzim yang sama mengubah bikarbonat menjadi CO2 yang kemudian dihembuskan melalui paru-paru. Tanpa enzim ini, pada pH darah normal, konversi akan terjadi sekitar satu juta kali lebih lambat, atau akan membutuhkan pH 10 atau lebih. Anhidrase β-karbonat yang tidak terkait sangat diperlukan untuk tanaman karena pembentukan daun, sintesis asam indol asetat (auksin) dan fermentasi alkohol.

Seng dan karboksipeptidase

Enzim carboxypeptidase memecah ikatan peptida selama pencernaan protein; lebih tepatnya, ini memfasilitasi serangan nukleofilik pada kelompok CO peptida, menghasilkan nukleofil yang sangat reaktif atau mengaktifkan karbonil untuk serangan

dengan polarisasi. Ini juga menstabilkan intermediate tetrahedral - atau transisi - yang

itu dihasilkan dengan serangan nukleofilik pada karbon karbonil. Akhirnya ia harus menstabilkan atom

amida nitrogen sehingga membuatnya menjadi kelompok keluar yang tepat, setelah ikatan CN

sudah rusak.

signaling

Seng memiliki fungsi messenger yang dapat mengaktifkan jalur pensinyalan. Banyak dari jalur ini memperkuat pertumbuhan kanker yang menyimpang. Salah satu terapi antikanker melibatkan penargetan transporter ZIP (protein irt-like - protein transporter seng). Ini adalah protein transport membran dari keluarga transporter terlarut yang mengontrol pengiriman seng intra-membran dan mengatur konsentrasi intraseluler dan sitoplasmiknya.

Protein lainnya

Seng memainkan peran struktural dalam apa yang disebut "jari seng" - atau jari seng, daerah protein spesifik yang mampu mengikat DNA. Jari seng adalah bagian dari beberapa faktor transkripsi, protein yang mengenali sekuens DNA selama proses replikasi dan transkripsi.

Ion-ion zinc finger zinc membantu mempertahankan struktur jari dengan mengikat secara terkoordinasi ke empat asam amino dalam faktor transkripsi. Faktor transkripsi membungkus heliks DNA dan menggunakan berbagai bagian "jari" untuk mengikat secara akurat ke urutan target.

Dalam plasma darah, seng terikat dan diangkut oleh albumin (60% - afinitas rendah) dan oleh transferrin (10%). Yang terakhir ini juga membawa zat besi, yang mengurangi penyerapan seng dan sebaliknya. Antagonisme serupa juga terjadi antara seng dan tembaga. Konsentrasi seng dalam plasma darah tetap relatif konstan terlepas dari asupan oral - dengan makanan atau suplemen - seng. Sel-sel di kelenjar ludah, kelenjar prostat, sistem kekebalan tubuh dan usus menggunakan pensinyalan seng untuk berkomunikasi satu sama lain.

Dalam beberapa mikroorganisme, di usus dan di hati, seng dapat disimpan dalam cadangan metallothionein. Sel usus MT mampu mengatur penyerapan seng makanan sebesar 15-40%. Namun, asupan yang tidak memadai atau berlebihan dapat berbahaya; pada kenyataannya, karena prinsip antagonisme, kelebihan seng membahayakan penyerapan tembaga.

Pengangkut dopamin manusia mengandung tempat pengikatan afinitas tinggi untuk seng ekstraseluler yang, setelah jenuh, menghambat re-reaktasi dopamin dan memperkuat eflux dopamin yang diinduksi amfetamin - in vitro. Pengangkut serotonin dan norepinefrin manusia tidak mengandung tempat pengikatan seng.

bibliografi

• Maret, Wolfgang (2013). "Bab 12. Seng dan Penyakit Manusia". Di Astrid Sigel; Helmut Sigel; Roland KO Sigel. Keterkaitan antara Ion Logam Esensial dan Penyakit Manusia. Ion Logam dalam Ilmu Hayati. 13. Springer. pp. 389-414.
• Prakash A, Bharti K, Majeed AB (April 2015). "Seng: indikasi gangguan otak". Fundam Clin Pharmacol. 29 (2): 131–149.
• Cherasse Y, Urade Y (November 2017). "Diet Seng Bertindak sebagai Modulator Tidur". Jurnal Internasional Ilmu Molekuler. 18 (11): 2334. Seng adalah logam jejak paling melimpah kedua dalam tubuh manusia, dan sangat penting untuk banyak proses biologis. ... Jejak logam adalah kofaktor penting untuk lebih dari 300 enzim dan 1000 faktor transkripsi [16]. ... Dalam sistem saraf pusat, seng adalah logam jejak paling melimpah kedua dan terlibat dalam banyak proses. Ini juga memainkan peran utama dalam pensinyalan sel dan modulasi aktivitas neuron.
• Prasad AS (2008). "Seng dalam Kesehatan Manusia: Pengaruh Seng pada Sel Kekebalan Tubuh". Mol. Med. 14 (5-6): 353–7
• Peran seng dalam mikroorganisme terutama ditinjau dalam: Sugarman B (1983). "Seng dan infeksi". Ulasan Penyakit Menular. 5 (1): 137–47.
• Cotton 1999, hlm. 625-629
• Prem, Laura; Rink, Lothar; Haase, Hajo (2010). "Racun Esensial: Dampak Seng terhadap Kesehatan Manusia". Int J Environ Res Kesehatan Masyarakat. 7 (4): 1342–1365.
• Brandt, Erik G.; Hellgren, Mikko; Brinck, Tore; Bergman, Tomas; Edholm, Olle (2009). "Studi dinamika molekuler dari pengikatan seng dengan sistein dalam meniru peptida dari situs struktural seng alkohol dehydrogenase". Phys. Chem. Chem. Phys. 11 (6): 975–83
• Rink, L.; Gabriel P. (2000). "Seng dan sistem kekebalan". Proc Nutr Soc. 59 (4): 541–52.
• Wapnir, Raul A. (1990). Nutrisi Protein dan Penyerapan Mineral. Boca Raton, Florida: CRC Press.
• Berdanier, Carolyn D.; Dwyer, Johanna T.; Feldman, Elaine B. (2007). Buku Pegangan Nutrisi dan Makanan. Boca Raton, Florida: CRC Press.
• Bitanihirwe BK, Cunningham MG (November 2009). "Seng: kuda hitam otak". Sinaps. 63 (11): 1029-1049.
• Nakashima AS; Dyck RH (2009). "Seng dan plastisitas kortikal". Brain Res Rev. 59 (2): 347–73
• Tyszka-Czochara M, Grzywacz A, Gdula-Argasińska J, Librowski T, Wiliński B, Opoka W (Mei 2014). "Peran seng dalam patogenesis dan pengobatan penyakit sistem saraf pusat (SSP). Implikasi homeostasis seng untuk fungsi SSP yang tepat" (PDF). Acta. Pharm. 71 (3): 369–377. Diarsipkan (PDF) dari aslinya pada 29 Agustus 2017.
• PMID 17119290
• NRC 2000, hlm. 443
• Stipanuk, Martha H. (2006). Aspek Biokimia, Fisiologis & Molekuler Nutrisi Manusia. WB Saunders Company. pp. 1043-1067.
• Greenwood 1997, hlm. 1224-1225
• Kohen, Amnon; Limbach, Hans-Heinrich (2006). Efek Isotop dalam Kimia dan Biologi. Boca Raton, Florida: CRC Press. p. 850.
• Greenwood 1997, hlm. 1225
• Cotton 1999, hlm. 627
• Gadallah, MAA (2000). "Efek asam indol-3-asetat dan seng pada pertumbuhan, potensi osmotik dan komponen karbon dan nitrogen larut dari tanaman kedelai yang tumbuh di bawah defisit air". Jurnal Lingkungan Arid. 44 (4): 451–467.
• Ziliotto, Silvia; Ogle, Olivia; Yaylor, Kathryn M. (2018). "Bab 17. Menandai Sinyal Seng (II) untuk Mencegah Kanker". Di Sigel, Astrid; Sigel, Helmut; Freisinger, Eva; Sigel, Roland KO Metal-Drugs: Pengembangan dan Aksi Agen Antikanker. 18. Berlin: de Gruyter GmbH. pp. 507-529.
• Cotton 1999, hlm. 628
• Whitney, Eleanor Noss; Rolfes, Sharon Rady (2005). Memahami Nutrisi (edisi ke-10). Belajar Thomson. pp. 447-450
• NRC 2000, hlm. 447
• Hershfinkel, Michal; Silverman, William F.; Sekler, Israel (2007). "Reseptor Sensing Seng, Hubungan Antara Seng dan Sinyal Sel". Kedokteran Molekuler. 13 (7-8): 331–6.
• Cotton 1999, hlm. 629
• Blake, Steve (2007). Vitamin dan Mineral Demystified. McGraw-Hill Professional. p. 242.
• Fosmire, GJ (1990). "Toksisitas seng". American Journal of Clinical Nutrition. 51 (2): 225–7.
• Krause J (April 2008). "SPECT dan PET dari transporter dopamin dalam attention-deficit / hyperactivity disorder". Ahli Rev. Neurother. 8 (4): 611–625.
• Sulzer D (Februari 2011). "Bagaimana obat adiktif mengganggu neurotransmisi dopamin presinaptik". Neuron. 69 (4): 628-649.
• Scholze P, Nørregaard L, Penyanyi EA, Freissmuth M, Gether U, Sitte HH (Juni 2002). "Peran ion seng dalam transpor balik yang dimediasi oleh transporter monoamina". J. Biol. Chem. 277 (24): 21505–21513. Pengangkut dopamin manusia (hDAT) berisi situs pengikatan Zn2 ​​+ afinitas endogen tinggi dengan tiga residu yang terkoordinasi pada permukaan ekstraselulernya (His193, His375, dan Glu396). ... Jadi, ketika Zn2 + dilepaskan bersama dengan glutamat, itu mungkin sangat menambah penghabisan dopamin.