Fungsi seng R.Borgacci

apa

Apakah zink?

Zink, yang dianggap sebagai nutrien penting untuk kesihatan manusia, melakukan pelbagai fungsi di seluruh badan.

Zink dalam tubuh manusia

Tubuh manusia mengandungi kira-kira 2-4 gram zink. Kebanyakannya adalah di dalam organ, dengan kepekatan yang lebih besar di dalam prostat dan di mata; ia juga banyak di otak, otot, tulang, buah pinggang dan hati. Sperma sangat kaya dengan zink, faktor utama dalam berfungsi kelenjar prostat dan pertumbuhan organ pembiakan.

Fungsi dan Peranan Biologi

Zink seolah-olah mempunyai fungsi dan peranan biologi yang sangat penting, terutamanya dalam perlembagaan dan fungsi enzim, asid nukleik dan protein pelbagai jenis. Di dalam peptida, ion zink sering diselaraskan dengan rantaian asid amino asid aspartik, asid glutamat, sistein dan histidin. Walau bagaimanapun, perihalan teori dan pengiraan ikatan zink ini dalam protein - serta logam peralihan lain - adalah sukar untuk dijelaskan.

Pada manusia, fungsi biologi dan peranan zink di mana-mana. Ia berinteraksi dengan pelbagai ligan organik dan mempunyai fungsi penting dalam metabolisme asid nukleik RNA dan DNA, dalam transduksi isyarat dan dalam ekspresi gen. Zink juga mengawal apoptosis - kematian sel. Satu kajian tahun 2006 menganggarkan bahawa kira-kira 10% protein manusia dikaitkan dengan peranan biologi zink, apatah lagi ratusan faktor peptida lain yang terlibat dalam pengangkutan mineral; kajian serupa dalam "silico" - simulasi komputer - di kilang Arabidopsis thaliana mendapati 2367 protein zink-bound.

Di otak, zink disimpan dalam vesikel synaptic neuron glutamatergik dan dapat memodulasi keceriaan neuron. Ia memainkan peranan penting dalam kepekaan sinaptik dan oleh itu dalam fungsi pembelajaran yang kompleks. Zat homeostasis juga memainkan peranan penting dalam peraturan fungsi sistem saraf pusat. Adalah dipercayai bahawa ketidakseimbangan dalam homeostasis zink dalam sistem saraf pusat boleh menyebabkan kepekatan zink sinaptik berlebihan dengan potensi:

Neurotooksisit, disebabkan oleh tekanan oksidatif mitokondria - contohnya, mengganggu enzim tertentu yang terlibat dalam rantaian pengangkutan elektron, seperti kompleks I, kompleks III dan α-ketoglutarate dehydrogenase
Ketidaksamaan kalsium homeostasis
Glutammatergic neuronal excitotoxicity
Gangguan dengan transduksi isyarat intraneuronal.

L- dan D-histidine - isomer daripada asid amino yang sama - memudahkan penyerapan zink dalam otak. SLC30A3 - keluarga pembawa larut 30 anggota 3 atau pengangkut zink 3 - adalah pembawa zink utama yang terlibat dalam homeostasis mineral otak.

enzim

Di antara banyak fungsi dan peranan bio-kimia zink, kami telah berkata, terdapatnya perlembagaan enzim.

Zink (lebih tepatnya ion Zn2 +) adalah asid Lewis yang sangat cekap, sifat yang menjadikannya agen pemangkin berguna untuk hidroksilasi dan reaksi enzim lain. Ia juga mempunyai geometri koordinasi yang fleksibel, yang membolehkan protein yang menggunakannya untuk menukar perubahan dengan pantas untuk melaksanakan pelbagai tindak balas biologi. Dua contoh enzim yang mengandungi zink ialah: karbohidrat karbonat dan carboxypeptidase, yang diperlukan untuk proses pengawalan karbon dioksida (CO2) dan pencernaan protein.

Zink dan karbohidrat karbohidrat

Dalam darah vertebrata, enzim karbohidrat karbonat menukar CO2 ke bikarbonat dan enzim yang sama mengubah bikarbonat menjadi CO2 yang kemudian dihembuskan melalui paru-paru. Tanpa enzim ini, pada pH darah biasa, penukaran itu akan berlaku kira-kira sejuta kali perlahan, atau memerlukan pH 10 atau lebih. Anhydrase β-karbonik yang tidak berkaitan adalah penting untuk tumbuh-tumbuhan kerana pembentukan daun, sintesis asid indole asetik (auxin) dan penapaian alkohol.

Zink dan carboxypeptidase

Enzim carboxypeptidase memecah bon peptida semasa pencernaan protein; lebih tepatnya, ia memudahkan serangan nucleophilic pada kumpulan CO peptida, menghasilkan nukleofil yang sangat reaktif atau mengaktifkan karbonil untuk menyerang

dengan polarisasi. Ia juga menstabilkan keadaan pertengahan - atau peralihan tetrahedral - yang mana

ia dijana dengan serangan nucleophilic pada karbon karbonil. Akhirnya ia mesti menstabilkan atom

amida nitrogen supaya menjadikannya kumpulan yang sesuai, setelah ikatan CN

telah dipecahkan.

isyarat

Zink mempunyai fungsi messenger yang dapat mengaktifkan laluan isyarat. Banyak laluan ini mengukuhkan pertumbuhan kanser yang menyimpang. Salah satu terapi antikanser melibatkan penargetan pengangkut ZIP (protein seperti irt-protein transporter zink). Ini adalah protein pengangkutan membran dari keluarga pengangkut larut yang mengawal penghantaran zink intra-membran dan mengawal kepekatan intrasel dan sitoplasmiknya.

Protein lain

Zink memainkan peranan struktur dalam apa yang dipanggil "jari zink" - atau jari-jari zink, kawasan protein spesifik yang mampu mengikat DNA. Jari zink adalah sebahagian daripada beberapa faktor transkripsi, protein yang mengiktiraf urutan DNA semasa replikasi dan proses transkripsi.

Zink ion zink membantu membantu mengekalkan struktur jari dengan mengikat dengan cara yang terselaras ke empat asid amino dalam faktor transkripsi. Faktor transkripsi membungkus helix DNA dan menggunakan pelbagai "jari" bahagian untuk mengikat dengan tepat ke urutan sasaran.

Dalam plasma darah, zink terikat dan diangkut oleh albumin (60% - pertalian rendah) dan oleh transferrin (10%). Yang terakhir juga membawa besi, yang mengurangkan penyerapan zink dan sebaliknya. Serangan yang serupa juga terjadi antara zink dan tembaga. Kepekatan zink dalam plasma darah kekal tetap tanpa menghiraukan pengambilan lisan - dengan makanan atau makanan tambahan - zink. Sel-sel di kelenjar air liur, kelenjar prostat, sistem imun dan usus menggunakan isyarat zink untuk berkomunikasi antara satu sama lain.

Dalam sesetengah mikroorganisma, dalam usus dan hati, zink boleh disimpan dalam rizab metallothionein. Sel usus MT mampu mengawal penyerapan zink makanan sebanyak 15-40%. Walau bagaimanapun, pengambilan yang tidak mencukupi atau berlebihan boleh membahayakan; sebenarnya, kerana prinsip antagonisme, zink berlebihan menjejaskan penyerapan tembaga.

Pengangkut dopamin manusia mengandungi tapak afiniti yang mengikat tinggi untuk seng ekstraselular yang, sekali tepu, menghalang pengambilan dopamin dan menguatkan dopamin efflux yang disebabkan amphetamine - in vitro. Serotonin manusia dan pengangkut norepinephrine tidak mengandungi laman web untuk mengikat zink.

bibliografi

March, Wolfgang (2013). "Bab 12. Zink dan Penyakit Manusia". Dalam Astrid Sigel; Helmut Sigel; Roland KO Sigel. Hubungan antara Ion Logam dan Penyakit Manusia. Ion Logam dalam Sains Hayat. 13. Springer. ms. 389-414.
Prakash A, Bharti K, Majeed AB (April 2015). "Zink: tanda-tanda gangguan otak". Fundam Clin Pharmacol. 29 (2): 131-149.
Cherasse Y, Urade Y (November 2017). "Zink Pemakanan Bertindak sebagai Modulator Tidur". Jurnal Antarabangsa Sains Molekul. 18 (11): 2334. Zink adalah logam jejak paling banyak kedua dalam tubuh manusia, dan penting untuk banyak proses biologi. ... Metallic trace adalah cofactor penting untuk lebih daripada 300 enzim dan 1000 faktor transkripsi [16]. ... Dalam sistem saraf pusat, zink adalah logam jejak paling banyak kedua dan terlibat dalam banyak proses. Ia juga memainkan peranan utama dalam isyarat sel dan modulasi aktiviti neuron.
Prasad AS (2008). "Zink dalam Kesihatan Manusia: Kesan Seng pada Sel Imun". Mol. Med 14 (5-6): 353-7
Peranan zink dalam mikroorganisma dikaji semula terutamanya dalam: Sugarman B (1983). "Zink dan jangkitan". Kajian Penyakit Berjangkit. 5 (1): 137-47.
Kapas 1999, ms. 625-629
Plum, Laura; Rink, Lothar; Haase, Hajo (2010). "The Essential Toxin: Kesan Seng pada Kesihatan Manusia". Int J Kesihatan Awam Persekitaran. 7 (4): 1342-1365.
Brandt, Erik G.; Hellgren, Mikko; Brinck, Tore; Bergman, Tomas; Edholm, Olle (2009). "Kajian dinamik molekul zink yang mengikat kepada sistein di dalam peptida meniru alkohol struktur dehidrogenase zink tapak". Phys. Chem. Chem. Phys. 11 (6): 975-83
Rink, L.; Gabriel P. (2000). "Zink dan sistem imun". Proc Nutr Soc 59 (4): 541-52.
Wapnir, Raul A. (1990). Pemakanan Protein dan Penyerapan Mineral. Boca Raton, Florida: Press CRC.
Berdanier, Carolyn D.; Dwyer, Johanna T.; Feldman, Elaine B. (2007). Buku Panduan Pemakanan dan Makanan. Boca Raton, Florida: Press CRC.
Bitanihirwe BK, Cunningham MG (November 2009). "Zink: kuda gelap otak". Synapse. 63 (11): 1029-1049.
Nakashima AS; Dyck RH (2009). "Plastik zink dan kortikal". Brain Res Rev 59 (2): 347-73
Tyszka-Czochara M, Grzywacz A, Gdula-Argasińska J, Librowski T, Wiliński B, Opoka W (Mei 2014). "Peranan zink dalam patogenesis dan rawatan penyakit sistem saraf pusat (CNS). Implikasi zink homeostasis untuk fungsi CNS yang betul" (PDF). Acta. Pol. Pharm. 71 (3): 369-377. Diarkibkan (PDF) dari asal pada 29 Ogos 2017.
PMID 17119290
NRC 2000, ms. 443
Stipanuk, Martha H. (2006). Aspek Biokimia, Fisiologi & Molekul Pemakanan Manusia. WB Saunders Company. ms. 1043-1067.
Greenwood 1997, ms. 1224-1225
Kohen, Amnon; Limbach, Hans-Heinrich (2006). Kesan Isotop dalam Kimia dan Biologi. Boca Raton, Florida: Press CRC. p. 850.
Greenwood 1997, ms. 1225
Kapas 1999, ms. 627
Gadallah, MAA (2000). "Kesan asid indole-3-asetik dan zink pada pertumbuhan, potensi osmotik dan komponen karbon dan nitrogen yang larut dalam tumbuh-tumbuhan kacang soya yang tumbuh di bawah defisit air". Jurnal Persekitaran Gersang. 44 (4): 451-467.
Ziliotto, Silvia; Ogle, Olivia; Yaylor, Kathryn M. (2018). "Bab 17. Menyasarkan Seng (II) Isyarat Mencegah Kanser". Dalam Sigel, Astrid; Sigel, Helmut; Freisinger, Eva; Sigel, Roland KO Metal-Drugs: Pembangunan dan Tindakan Agen Antikanker. 18. Berlin: de Gruyter GmbH. ms. 507-529.
Kapas 1999, ms. 628
Whitney, Eleanor Noss; Rolfes, Sharon Rady (2005). Memahami Pemakanan (10 ed.). Pembelajaran Thomson. ms. 447-450
NRC 2000, ms. 447
Hershfinkel, Michal; Silverman, William F.; Sekler, Israel (2007). "Reseptor Sensor Zink, Pautan Antara Seng dan Isyarat Sel". Perubatan Molekul. 13 (7-8): 331-6.
Kapas 1999, ms. 629
Blake, Steve (2007). Vitamin dan Mineral Demystified. McGraw-Hill Professional. p. 242.
Fosmire, GJ (1990). "Ketoksikan zink". American Journal of Nutrition Clinical. 51 (2): 225-7.
Krause J (April 2008). "SPECT dan PET pengangkut dopamine dalam gangguan kekurangan perhatian / hiperaktif". Pakar Rev. Neurother. 8 (4): 611-625.
Sulzer D (Februari 2011). "Bagaimana ubat ketagihan mengganggu presinaptik dopamine neurotransmission". Neuron. 69 (4): 628-649.
Scholze P, Nørregaard L, Penyanyi EA, Freissmuth M, Gether U, Sitte HH (Jun 2002). "Peranan zink ion dalam pengangkutan terbalik yang dimediasi oleh pengangkut monoamine". J. Biol. Chem. 277 (24): 21505-21513. Pengangkut dopamin manusia (hDAT) mengandungi tapak perekatan Zn2 yang mengikat tinggi endogen dengan tiga residu penyelarasan pada wajah extracellular (His193, His375, dan Glu396). ... Oleh itu, apabila Zn2 + dibebaskan bersama dengan glutamat, ia boleh meningkatkan pengeluaran efflux dopamin.