综述:纤维蛋白原的抗氧化进化:甲硫氨酸的关键作用

【字体: 时间:2025年08月12日 来源:Biophysical Reviews 3.7

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  这篇综述揭示了纤维蛋白原(fibrinogen)及其类似结构(如鲎的凝血蛋白coagulogen)通过甲硫氨酸(methionine)残基适应活性氧(ROS)稳态的进化机制。通过比较无脊椎动物与脊椎动物(从七鳃鳗到人类)的分子结构差异,重点阐述了保守结构域(如E-nodule、β/γ-nodule)中甲硫氨酸的抗氧化防御功能,并提出可变αC区域在纤维蛋白组装和E-nodule保护中的双重作用。

  

纤维蛋白原的进化与抗氧化防御

从鲎(horseshoe crab)的胞内凝血蛋白coagulogen到脊椎动物的纤维蛋白原(fibrinogen),甲硫氨酸(methionine)的分布差异揭示了物种对活性氧(ROS)的适应性策略。coagulogen因缺乏甲硫氨酸,暗示其不受ROS攻击的特性,而脊椎动物纤维蛋白原通过表面暴露的甲硫氨酸残基主动清除ROS,反映了从胞内到胞外环境的进化压力。

脊椎动物纤维蛋白原的保守结构

脊椎动物纤维蛋白原的分子结构高度保守:中央E-nodule由六条链的NH2-末端构成,β-和γ-nodule分别位于β、γ链的C端,三者通过α-螺旋 coiled-coil连接。尽管物种间存在微小差异,但除E-nodule外,其他结构域(如β/γ-nodule)均呈现相似的甲硫氨酸分布模式,尤其在表面暴露区域,提示其抗氧化功能的进化保守性。

αC区域的协同作用

可变αC区域在进化中获得了双重功能:既参与纤维蛋白组装,又通过空间位阻保护E-nodule免受氧化损伤。这种结构-功能协同性表明,纤维蛋白原的分子演化与甲硫氨酸依赖的抗氧化机制密不可分。

跨物种比较的启示

从原始脊椎动物七鳃鳗(lamprey)到高等动物(如鸡、人类),纤维蛋白原的甲硫氨酸布局反映了ROS稳态的物种特异性适应。该发现为理解凝血系统的氧化应激响应提供了新视角,并暗示抗氧化靶点在相关疾病干预中的潜在价值。

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