R.Borgacciの亜鉛関数

何

亜鉛とは

人間の健康に欠かせない栄養素と考えられている亜鉛は、体全体にさまざまな働きをします。

人体の亜鉛

人体には約2〜4グラムの亜鉛が含まれています。そのほとんどは臓器にあり、前立腺と眼の濃度が高いです。脳、筋肉、骨、腎臓、肝臓にも豊富に含まれています。精子は、前立腺の機能および生殖器官の成長における重要な要素である亜鉛が特に豊富です。

機能と生物学的役割

亜鉛は、特に酵素、核酸および様々な種類のタンパク質の構成および機能において非常に重要な生物学的機能および役割を有するように思われる。ペプチド内では、亜鉛イオンはしばしばアスパラギン酸、グルタミン酸、システインおよびヒスチジンのアミノ酸の側鎖に配位している。しかしながら、タンパク質中の亜鉛の結合、ならびに他の遷移金属の結合の理論的および計算による説明は説明が難しい。

ヒトでは、亜鉛の生物学的機能と役割は偏在しています。それは広範囲の有機リガンドと相互作用し、そしてＲＮＡおよびＤＮＡ核酸の代謝、シグナル伝達および遺伝子発現において本質的な機能を有する。亜鉛もアポトーシス - 細胞死を調節します。 2006年の研究では、ミネラル輸送に関与する他の何百ものペプチド因子はもちろんのこと、ヒトタンパク質の約10％が亜鉛の生物学的役割に関連していると推定されています。 シロイヌナズナ植物における同様の「in silico」研究 - コンピューターシミュレーション - は2367の亜鉛結合タンパク質を発見した。

脳では、亜鉛はグルタミン酸作動性ニューロンの特定のシナプス小胞に貯蔵されており、ニューロンの興奮性を調節することができます。それはシナプス可塑性において、そしてそれ故複雑な学習機能において重要な役割を果たす。亜鉛恒常性はまた、中枢神経系の機能的調節において重要な役割を果たす。中枢神経系における亜鉛恒常性の不均衡は、潜在的に過度の濃度のシナプス亜鉛を引き起こす可能性があると考えられています。

ミトコンドリアの酸化ストレスによる神経毒性 - 例えば、複合体I、複合体III、α-ケトグルタル酸デヒドロゲナーゼなどの電子伝達系に関与する特定の酵素の阻害
カルシウム恒常性の不均一性
グルタミン酸作動性神経細胞の興奮毒性
神経内シグナル伝達との干渉

L-およびD-ヒスチジン - 同じアミノ酸の異性体 - は脳内の亜鉛吸収を促進します。 SLC30A3 - 溶質キャリアファミリー30メンバー3または亜鉛トランスポーター3 - は、脳のミネラル恒常性に関与する主な亜鉛キャリアです。

酵素

亜鉛の多くの機能と生化学的役割の中で、我々は言った、酵素の構成のそれがあります。

亜鉛（より正確にはＺｎ２＋イオン）は非常に効率的なルイス酸であり、それをヒドロキシル化および他の酵素反応に有用な触媒剤にする特性である。それはまたそれを使用するタンパク質が様々な生物学的反応を実行するために立体配座を迅速に変化させることを可能にする柔軟な配位幾何学を有する。亜鉛含有酵素の２つの例は、炭酸脱水酵素およびカルボキシペプチダーゼであり、二酸化炭素（ＣＯ２）調節およびタンパク質の消化のプロセスに必要である。

亜鉛と炭酸脱水酵素

脊椎動物の血液中では、酵素炭酸脱水酵素がCO2を重炭酸塩に変換し、同じ酵素が重炭酸塩をCO2に変換し、続いて肺を通して吐き出されます。この酵素がないと、通常の血液pHでは、変換は約100万倍遅くなるか、または10以上のpHが必要になります。無関係のβ－炭酸アンヒドラーゼは、葉の形成、酢酸インドール酸（オーキシン）の合成およびアルコール発酵のために植物にとって不可欠である。

亜鉛とカルボキシペプチダーゼ

カルボキシペプチダーゼ酵素はタンパク質消化中にペプチド結合を分解します。より正確には、それはペプチドのCO基に対する求核攻撃を促進し、反応性の高い求核剤を生成するかまたは攻撃のためにカルボニルを活性化する。

偏光による。それはまた四面体中間体 - または遷移状態 - を安定化させる。

それはカルボニル炭素への求核攻撃で発生する。最後にそれはの原子を安定させる必要があります

一旦ＣＮ結合がであるならば、それを適当な出て行く基にするためにアミド窒素。

壊れた

シグナリング

亜鉛は、シグナル伝達経路を活性化することができるメッセンジャーの機能を有する。これらの経路の多くは癌の異常な成長を強化します。抗癌療法の1つに、ZIPトランスポーター（irt様タンパク質 - 亜鉛トランスポータータンパク質）のターゲティングが含まれます。これらは、溶質輸送体ファミリーの膜輸送タンパク質であり、膜内亜鉛送達を制御し、そしてその細胞内濃度および細胞質内濃度を調節する。

その他のタンパク質

亜鉛は、いわゆる「ジンクフィンガー」 - またはジンクフィンガー、すなわちＤＮＡに結合することができる特定のタンパク質領域において構造的役割を果たす。ジンクフィンガーはいくつかの転写因子、複製および転写過程の間にDNA配列を認識するタンパク質の一部です。

ジンクフィンガー亜鉛イオンは、転写因子中の４個のアミノ酸に協調的に結合することにより、フィンガー構造を維持するのを助ける。転写因子はDNAへリックスを包み込み、標的配列に正確に結合するために様々な「フィンガー」部分を使用する。

血漿中では、亜鉛はアルブミン（60％ - 低親和性）およびトランスフェリン（10％）によって結合され輸送される。後者はまた鉄を担持し、それは亜鉛の吸収を減少させ、またその逆も同様である。同様の拮抗作用が亜鉛と銅の間でも起こります。血漿中の亜鉛の濃度は、亜鉛の経口摂取（食物やサプリメントを含む）に関係なく比較的一定のままです。唾液腺、前立腺、免疫系、腸の細胞は亜鉛との情報伝達を利用して互いに通信します。

いくつかの微生物では、腸内および肝臓内で、亜鉛はメタロチオネイン埋蔵量で貯蔵することができる。腸細胞MTは15-40％まで食物亜鉛の吸収を調節することができます。しかし、不適切な摂取や過度の摂取は有害になる可能性があります。実際、拮抗作用の原理により、過剰な亜鉛は銅の吸収を危うくします。

ヒトドーパミントランスポーターは細胞外亜鉛に対する高親和性結合部位を含み、飽和するとドーパミンの再取り込みを阻害し、アンフェタミンによるドーパミン流出をin vitroで増幅する。ヒトのセロトニンおよびノルエピネフリン輸送体は亜鉛に対する結合部位を含まない

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