Металлотионеины как сенсоры и регуляторы обмена металлов в клетках

Abstract

В настоящем обзоре изложены основные сведения о классификации, структуре, индукции и деградации, функциях семейства белков – металлотионеинов (МТ), в том числе в центральной нервной системе в норме и при патологии. Установлено, что четыре основные изоформы металлотионеинов выполняют разные биологические роли, локализуются в различных тканях. Индукция МТ является универсальной реакцией на воздействие разнообразных стрессорных факторов. В течение последних лет представления о роли МТ в поддержании гомеостаза металлов в тканях в норме и при патологии претерпели существенные изменения. Отмечается полифункциональность металлотионеинов (транспорт ионов металлов, поддержание окислительно-восстановительных реакций, протекторная, сигнальная, модулирующая и регулирующая функции) и их влияние на такие базовые клеточные функции, как пролиферация, дифференцировка, программированная клеточная гибель. Кроме того, показана особая роль МТ в патогенезе сердечно-сосудистых, нейродегенеративных и опухолевых заболеваний. В настоящее время эти молекулы все чаще рассматриваются в качестве потенциальных мишеней для терапии широкого спектра заболеваний, а разработка подходов к направленной регуляции экспрессии МТ – одно из перспективных направлений фармакологии и токсикологии. Подчеркнута безопасность применения металлотионеинов в качестве терапевтических средств.

The basic information on the classification, structure, induction and degradation, functions of the protein family – metallothionein (MT), including CNS in health and disease are presented in this review. It was found that four major isoforms of metallothionein perform different biological roles, are localized in different tissues. Induction of MT is a universal reaction to the impact of a variety of stress factors. In recent years, understanding of the role of metallothioneins in metal homeostasis in the tissues in normal and pathological conditions have changed significantly. Notes polyfunctionality metallothioneins (transport of metal ions, maintaining redox reactions, tread, signal, modulated and regulatory functions) and their impact on basic cellular functions such as proliferation, differentiation, programmed cell death. Furthermore, a special role is shown MT in the pathogenesis of cardiovascular, neurodegenerative and neoplastic disorders. Currently, these molecules are increasingly considered as potential targets for therapy of a wide range of diseases and the development of targeted approaches to the regulation of expression of MT – one of the promising areas of pharmacology and toxicology. Stressed the safety of metallothioneins as therapeutic agents.