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Typus
Verschleierung
Bearbeiter
Graf Isolan
Gesichtet
Yes.png
Untersuchte Arbeit:
Seite: 15, Zeilen: 1ff (komplett)
Quelle: Spahl 2004
Seite(n): 4, 5, 6, 7, 8, Zeilen: 4:26-32 - 5:1-2; 6:29-32; 7:13-17, Legende zu Abb. 2; 8:3-5.8.13-18.23-25
[Als strukturelle] und/oder funktionelle Komponente in Metalloenzymen und Metalloproteinen (Coleman, 1992) hat es zwei Wirkungen. Auf der einen Seite hält es durch koordinative Bindungen mehrere Aminosäurenketten des Proteins in einer bestimmten Anordnung fest, welche zur Einleitung einer enzymatischen Reaktion essentiell ist. Auf der anderen Seite kann es durch weitere koordinative Bindungen das Substrat festhalten, polarisieren und zur Reaktion aktivieren. Somit hat Zink Einfluss auf viele Aspekte des Zellmetabolismus. Besonders wichtig ist hierbei seine Funktion im Immunsystem (Fraker et al., 2000), die Rolle in der Antwort auf oxidativen Stress (Powell, 2000) sowie die Beeinflussung von Wachstum und Entwicklung (MacDonald, 2000).

Das intrazelluläre Zinkspeicherprotein Metallothionein (MT) spielt eine wichtige regulierende Rolle bei der Aufnahme, Verteilung, Speicherung und Freisetzung von Zink. Obwohl MT schon seit vielen Jahren Grundlage intensiver Forschung ist, wurde seine Bedeutung noch immer nicht endgültig geklärt (Palmiter, 1998; Coyle et al., 2002). Metallothionein (MT), ein intrazelluläres Metalloprotein, mit dem Molekulargewicht von 6-7 kD besteht zu einem Drittel aus Cysteinen. Über Zn-S Bindungen können bis zu 7 Zinkionen komplexiert werden. Die in den Zn-S-Clustern verwendeten Schwefelatome werden von 20 Cysteinen zur Verfügung gestellt. Hauptsächlich wird Zn2+ von MT gebunden, wodurch Zn-MT entsteht. Selbst in evolutionär entfernten MT existieren ähnliche Metall-Schwefel-Cluster, was die besondere Bedeutung dieser Strukturen zeigt (Vasak & Hasler, 2000).

Eine Hauptfunktion von Metallothionein scheint die Regulation der Zink-Homöostase zu sein. Die Zinkanreicherung im Gewebe korreliert mit einer de novo MT-Synthese (Richards & Cousins, 1975; McCormick et al., 1981). Unter Zinkdeprivation spielt MT die Rolle eines Zn2+-Scavengers (Suhy et al., 1999). MT ist zugleich auch ein Stressprotein, das eine wichtige Funktion bei der Wirkung von Umweltgiften hat. Eine besondere Rolle spielt der Schutz vor einer Cadmium-Vergiftung (Masters et al., 1994) und vor oxidativem Stress. Dies äußert sich in einem Schutz vor z. B. H2O2-induzierten DNS-Einzelstrang-Brüchen (Bofill et al., 2001), vor reaktiven Stickoxiden (Schwarz et al., 1995; Cai et al., 2000) und vor tert-Butyl-Hydroperoxid (Schwarz et al., 1994). In Entzündungsreaktionen wird Metallothionein, welches in den meisten untersuchten Zellen konstitutiv im [Zytoplasma vorhanden ist, durch die Anwesenheit von Zytokinen vermehrt exprimiert (De et al., 1990).]


Bofill R, Capdevila M, Cols N, Atrian S, Gonzalez-Duarte P: Zinc(II) is required for the in vivo and in vitro folding of mouse copper metallothionein in two domains. J.Biol.Inorg.Chem. 2001; 6: 405-417

Cai L, Klein JB, Kang YJ: Metallothionein inhibits peroxynitrite-induced DNA and lipoprotein damage. Journal of Biological Chemistry 2000; 275: 38957-38960

Coleman JE : Zinc proteins: enzymes, storage proteins, transcription factors, and replication proteins. Annu.Rev.Biochem. 1992; 61: 897-946

Coyle P, Philcox JC, Carey LC, Rofe AM: Metallothionein: the multipurpose protein. Cell Mol.Life Sci. 2002; 59: 627-647

De SK, McMaster MT, Andrews GK: Endotoxin induction of murine metallothionein gene expression. Journal of Biological Chemistry 1990; 265: 15267-15274

Fraker PJ, King LE, Laakko T, Vollmer TL : The dynamic link between the integrity of the immune system and zinc status. Journal of Nutrition 2000; 130: 1399S-1406S

MacDonald RS: The role of zinc in growth and cell proliferation. Journal of Nutrition 2000; 130:1500S-1508S

Masters BA, Kelly EJ, Quaife CJ, Brinster RL, Palmiter RD : Targeted disruption of metallothionein I and II genes increases sensitivity to cadmium. Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A 1994; 91: 584-588.

McCormick CC, Menard MP, Cousins RJ: Induction of hepatic metallothionein by feeding zinc to rats of depleted zinc status. Am.J.Physiol. 1981; 240: E414-E421.

Palmiter RD : The elusive function of metallothioneins. Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A 1998; 95: 8428-8430

Powell SR: The antioxidant properties of zinc. Journal of Nutrition 2000; 130: 1447S-1454S

Richards MP, Cousins RJ: Mammalian zinc homeostasis: requirement for RNA and metallothionein synthesis. Biochem.Biophys.Res.Commun. 1975; 64: 1215-1223

Schwarz MA, Lazo JS, Yalowich JC, Allen WP, Whitmore M, Bergonia HA, Tzeng E, Billiar TR, Robbins PD, Lancaster JR Jr., Pitt BR: Metallothionein protects against the cytotoxic and DNA-damaging effects of nitric oxide. Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A 1995; 92: 4452-4456

Schwarz MA, Lazo JS, Yalowich J.C, Reynolds I, Kagan VE, Tyurin V, Kim YM, Watkins SC, Pitt BR: Cytoplasmic metallothionein overexpression protects NIH 3T3 cells from tert-butyl hydroperoxide toxicity. Journal of Biological Chemistry 1994; 269: 15238-15243.

Suhy DA, Simon KD, Linzer DI, O'Halloran TV : Metallothionein is part of a zinc-scavenging mechanism for cell survival under conditions of extreme zinc deprivation. Journal of Biological Chemistry 1999; 274: 9183-9192

Vasak M, Hasler DW: Metallothioneins: new functional and structural insights. Curr.Opin.Chem.Biol.2000; 4: 177-183

[Seite 4]

Als strukturelle und/oder funktionelle Komponente in Metalloenzymen und Metalloproteinen (Coleman, 1992) hat es zwei Wirkungen. Auf der einen Seite hält es durch koordinative Bindungen mehrere Aminosäurenketten des Proteins in einer bestimmten Anordnung fest, welche zur Einleitung der enzymatischen Reaktion günstig ist. Auf der anderen Seite kann es durch weitere koordinative Bindungen das Substrat festhalten, polarisieren und zur Reaktion aktivieren. Somit hat Zink Einfluss auf viele Aspekte des Zellmetabolismus. Besonders wichtig ist hierbei

[Seite 5]

seine Funktion im Immunsystem (Fraker et al., 2000), die Rolle als Antioxidans (Powell, 2000) sowie die Beeinflussung von Wachstum und Entwicklung (MacDonald, 2000).

[Seite 6]

1.3 Das Zinkspeicherprotein Metallothionein

Das intrazelluläre Zinkspeicherprotein Metallothionein (MT) spielt eine wichtige regulierende Rolle bei der Aufnahme, Verteilung, Speicherung und Freisetzung von Zink. Obwohl MT schon seit vielen Jahren Grundlage intensiver Forschung ist, wurde seine Bedeutung noch immer nicht endgültig geklärt (Palmiter, 1998; Coyle et al., 2002).

[Seite 7]

Die in den Clustern verwendeten Schwefelatome werden von 20 Cysteinen zur Verfügung gestellt. Zink ist das Metall, welches hauptsächlich von MT gebunden wird, wodurch Zn-MT entsteht. Selbst in evolutionär entfernten MT existieren ähnliche Metall-Schwefel-Cluster, was die besondere Bedeutung dieser Strukturen zeigt (Vasak & Hasler, 2000).

Abb. 2: Struktur von Metallothionein

Metallothionein (MT), ein intrazelluläres Metalloprotein mit dem Molekulargewicht von 6-7 kD besteht zu einem Drittel aus Cysteinen. Über Zn-S Bindungen können bis zu 7 Zinkionen komplexiert werden (Kröncke, 1998).

[Seite 8]

Eine Hauptfunktion von Metallothionein scheint die Regulation der Zink-Homöostase zu sein. Die Zinkanreicherung im Gewebe korreliert mit einer de novo MT-Synthese (Richards & Cousins, 1975; McCormick et al., 1981). [...] Unter Zinkdeprivation spielt MT die Rolle eines 2+-Scavengers (Suhy et al., 1999). [...] MT ist zugleich auch ein Stressprotein, das eine wichtige Funktion bei der Wirkung von Umweltgiften hat. Eine besondere Rolle spielt der Schutz vor einer Cadmium-Vergiftung (Masters et al., 1994) und vor oxidativem Stress. Dies äußert sich in einem Schutz vor z.B. H2O2-induzierten DNS-Einzelstrang-Brüchen in chinesischen Hamsterzellen (Bofill et al., 2001), vor reaktiven Stickoxiden (Schwarz et al., 1995; Cai et al., 2000) und vor tert-Butyl-Hydroperoxid (Schwarz et al., 1994). [...] In Entzündungsreaktionen kann Metallothionein, welches in den meisten untersuchten Zellen konstitutiv im Zytoplasma vorhanden ist, durch Zytokine vermehrt exprimiert wird (De et al., 1990).


Bofill, R., Capdevila, M., Cols, N., Atrian, S. & Gonzalez-Duarte, P. (2001) Zinc(II) is required for the in vivo and in vitro folding of mouse copper metallothionein in two domains. J.Biol.Inorg.Chem., 6, 405-417.

Cai, L., Klein, J. B. & Kang, Y. J. (2000) Metallothionein inhibits peroxynitrite-induced DNA and lipoprotein damage. J.Biol.Chem., 275, 38957-38960.

Coleman, J. E. (1992) Zinc proteins: enzymes, storage proteins, transcription factors, and replication proteins. Annu.Rev.Biochem., 61, 897-946.

Coyle, P., Philcox, J. C., Carey, L. C. & Rofe, A. M. (2002) Metallothionein: the multipurpose protein. Cell Mol.Life Sci., 59, 627-647.

De, S. K., McMaster, M. T. & Andrews, G. K. (1990) Endotoxin induction of murine metallothionein gene expression. J.Biol.Chem., 265, 15267-15274.

Fraker, P. J., King, L. E., Laakko, T. & Vollmer, T. L. (2000) The dynamic link between the integrity of the immune system and zinc status. J.Nutr., 130, 1399S-1406S.

Kröncke, K. D. (1998) Über die Rolle von Stickstoffmonoxid bei der Entstehung des Typ 1 Diabetes.

MacDonald, R. S. (2000) The role of zinc in growth and cell proliferation. J.Nutr., 130, 1500S-1508S.

Masters, B. A., Kelly, E. J., Quaife, C. J., Brinster, R. L. & Palmiter, R. D. (1994) Targeted disruption of metallothionein I and II genes increases sensitivity to cadmium. Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A, 91, 584-588.

McCormick, C. C., Menard, M. P. & Cousins, R. J. (1981) Induction of hepatic metallothionein by feeding zinc to rats of depleted zinc status. Am.J.Physiol, 240, E414-E421.

Palmiter, R. D. (1998) The elusive function of metallothioneins. Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A, 95, 8428-8430.

Powell, S. R. (2000) The antioxidant properties of zinc. J.Nutr., 130, 1447S-1454S.

Richards, M. P. & Cousins, R. J. (1975) Mammalian zinc homeostasis: requirement for RNA and metallothionein synthesis. Biochem.Biophys.Res.Commun., 64, 1215-1223.

Schwarz, M. A., Lazo, J. S., Yalowich, J. C., Allen, W. P., Whitmore, M., Bergonia, H. A., Tzeng, E., Billiar, T. R., Robbins, P. D., Lancaster, J. R., Jr. & . (1995) Metallothionein protects against the cytotoxic and DNA-damaging effects of nitric oxide. Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A, 92, 4452-4456.

Schwarz, M. A., Lazo, J. S., Yalowich, J. C., Reynolds, I., Kagan, V. E., Tyurin, V., Kim, Y. M., Watkins, S. C. & Pitt, B. R. (1994) Cytoplasmic metallothionein overexpression protects NIH 3T3 cells from tert-butyl hydroperoxide toxicity. J.Biol.Chem., 269, 15238-15243.

Suhy, D. A., Simon, K. D., Linzer, D. I. & O'Halloran, T. V. (1999) Metallothionein is part of a zinc-scavenging mechanism for cell survival under conditions of extreme zinc deprivation. J.Biol.Chem., 274, 9183-9192.

Vasak, M. & Hasler, D. W. (2000) Metallothioneins: new functional and structural insights. Curr.Opin.Chem.Biol., 4, 177-183.

Anmerkungen

Ohne Hinweis auf eine Übernahme.

Wie in der Vorlage sind die Artikel Schwarz et al. (1994) und (1995) im Literaturverzeichnis nicht (wie bei anderen gelisteten Autoren) in chronologischer Reihenfolge.

Sichter
(Graf Isolan) Schumann

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