Mammalian metallothioneins: structure and biological role

Russian. Металлотионеины млекопитающих – суперсемейство неэнзиматических полипептидов, роль которых до сих пор обсуждается в научной литературе, но аффинность которых к некоторым ионам металлов не вызывает сомнения. Основные функции этих цистеин-обогащенных белков в клетке заключаются в детоксикации как неэссенциальных металлов, так и избытка эссенциальных, а также в изоляции свободных радикалов и внутриклеточном транспорте Zn2+. В данном обзоре рассмотрены биологическое значение, структура и функции металлотионеинов, их роль в окислительном стрессе и в индукции программируемой клеточной гибели. Инвазионные виды во флоре Припятского Полесья. Можно сделать вывод, что наряду с большим количеством различных типов тиолов, играющих важную роль в функционировании клетки, металлотионеины, благодаря их уникальной структуре, способны связывать ионы металлов и захватывать активные формы кислорода. Это свойство используется во многих реакциях, что позволяет MTs играть существенную роль в различных биохимических процессах. Установлено, что функция металлотионеинов заключается в первую очередь в регулировании метаболизма цинка, а их роль в метаболизме кадмия или в качестве антиоксиданта при окислительном стрессе требует дальнейшего изучения, но с учетом влияния MTs на метаболизм цинка. Получение новых знаний о функции металлотионеинов в регулировании метаболизма цинка принципиально важно для интерпретации последствий влияния многочисленных химических (токсины, лекарственные препараты, питательные вещества), физических/механических (УФ, температура, ультразвук) и биологических (воспалительные и другие процессы) факторов на индукцию синтеза металлотионеинов, а также на окислительно-восстановительную и металлоаккумулятивную способность клеток, тканей, органов и всего организма.

English. Mammalian metallothioneins are a superfamily of enzymatic polypeptides, whose role is still discussed in the scientific literature, but their affinity to some metal ions is undisputable. The main functions of these cysteine-rich proteins in the cell are connected with detoxification of non-essential and excess of essential metals, with isolation of free radicals and intracellular Zn2+ transport. In this review, the structure and function of metallothioneins, their biological properties, role in oxidative stress and in the induction of programmed cell death are discussed. It can be concluded that along with a large number of different types of thiols, which play an important role in the functioning of the cell, metallothioneins, due to their unique structure, are able to bind metal ions and capture active forms of oxygen. This property is used in many reactions, which allows MTs to play an essential role in various biochemical processes. It was found that the main function of metallothioneins is the regulation of zinc metabolism, and their role in the metabolism of cadmium or as an antioxidant in oxidative stress requires further study, but taking into account the effect of MTs on zinc metabolism. Obtaining new knowledge about the function of metallothioneins in the regulation of zinc metabolism is fundamentally important for interpreting the effects of numerous chemical (toxins, drugs, nutrients), physical / mechanical (UV, temperature, ultrasound) and biological (inflammatory and other processes) factors on induction of synthesis Metallothioneins, as well as on the oxidation-reduction and metal-accumulative ability of cells, tissues, organs and the whole organism.