El seleni

El seleni és un element que es va descobrir al 1817 per un químic suec anomenat Berzelius. La paraula seleni prové del grec “Selene”, que vol dir lluna. És un element essencial amb funcions protectores davant d'estrés oxidatiu per excés d'espècies reactives d'oxigen i espècies reactives de nitrogen, així com funcions immunomoduladores. Aquest micronutrient s'obtè principalment per la dieta i es troba a aliments com el pa, els cereals, el peix, la carn i els ous.

A diferència d'altres elements metàl·lics que interaccionen amb proteïnes formant cofactors, el seleni s'incorpora a la cadena polipeptídica a partir de l'aminoàcid selenocisteïna.

Les selenoproteïnes

Una selenoproteïna és una proteïna que incorpora la selenocisteïna, considerada com l'aminoàcid 21. El nombre de selenoproteïnes al genoma humà és baix (1 de cada 1000).

Les selenoproteïnes es troben en els archea, bacteris i eucariotes però no en plantes superiors ni llevats. Tot i això, dins els regnes on es troben no apareixen en totes les espècies. És a dir, dins d'una mateixa família poden haver-hi espècies amb selenocisteïna i altres amb cisteïna dins una mateixa posició. La diferència és que el seleni dóna més eficiència que la cisteïna en les reaccions.

Com que hi ha 21 aminoàcids cal un codó que codifiqui per aquest aminoàcid 21. Aquest codó és un UGA, un codó que normalment actua com a codó d'stop. Així, en la majoria dels casos, quan la maquinària troba un UGA al genoma para i s'acaba la proteïna però en les selenoproteines el que fa és incorporar una selenocisteina. Aquest reconeixement com a selenocisteïna es dona gràcies a una estructura tridimensional a l'mRNA anomenada SECI. El SECI consta d'uns 60 nucleòtids, 4 dels quals estan conservats al core. També la seva estructura tridimensional amb un loop està molt conservada. Els secis s'uneixen a un factor d'elongació plegant-se i arribant al ribosoma per a que llegeixi la selenoproteïna i incorpori una selenocisteïna i no acabi la traducció.

Figura 1. L'esquema mostra la diversitat de seqüències que poden formar elements SECIs.

A partir del tRNA de serina es produeix, gràcies a diversos enzims, la transformació del seleni per a que pugui ser incorporat en forma de selenocisteïna.

El selenit i selenat de la dieta s'utilitzen en les cèl·lules de mamífers com a fonts de seleni, i el selenit es redueix a selenofosfat per la glutation-glutaredoxina i els sistemes tioredoxina. Amb l'enzim SPS2 el selenofosfat es converteix a monoselenofosfat que és el donador actiu de seleni a la conversió de seryl-tRNAsec a Sec-tRNAsec. Curiosament el SPS2 és un dels enzims que intervenen en la síntesi de selenoproteïnes però alhora també és una selenoproteïna . La maquinària de síntesi de selenoproteïnes és:

• Elements SECIs
• Factor d'elongació sec espescífic
• Sec-tRNAsec: incorpora la selenocisteïna
• SBP2: sintetitza selenofosfat a partir de seleni
• Proteïna ribosomal L30
• Protena d'unió a RNA de 43 K-Da
• Antigen soluble del fetge
• SPS1: sintetitza selenofosfat a partir de seleni

Figura 2. L'esquema mostra el procés de síntesi de les selenoproteïnes.

Funcions generals de les selenoproteïnes

Les deficiències de seleni es relacionen amb una pèrdua de funció de les selenoproteïnes i donen lloc a diverses patologies com la malaltia de Keshan, una cardiomiopatia on es combina la deficiència de seleni i una infecció amb un virus anomenat coxsackie B. També poden tenir efectes sobre el metabolisme de les hormones tiroidees per defectes amb la proteïna SBP2.

La mutació de selenoproteïnes produeix efectes com distròfia muscular, desregulacions inflamatòries i efectes nocius embrionaris. En resum, les selenoproteïnes tenen un efecte important en la defensa antioxidant, fertilitat, metabolisme de les hormones tiroidees, respostes immunes i desenvolupament i funcions del múscul. També s'han relacionat amb una disminució del càncer.