Les selenoproteïnes són aquelles proteïnes que incorporen en la seva estructura l'aminoàcid selenocisteïna (Sec, U), similar a la cisteïna, però amb seleni en lloc de sofre. Aquestes proteïnes es varen descobrir al 1973, i encara avui es segueix identificant, caracteritzant i investigant la seva estructura, metabolisme i fisiologia.

S'han descrit selenoproteïnes en els tres regnes Eucarya, Archaea i Prokarya, i se'n han identificat 30 famílies diferents. Entre diferents espècies varia molt el nombre que se'n poden trobar. El repertori més gran de selenoproteïnes identificades es troba en un peix, amb 30 selenoproteïnes diferents, seguit del humà amb 25 selenoproteïnes i després el ratolí amb 24.

La síntesis de selenoproteïnes és un procés conservat evolutivament, encara que s'han trobat grans diferències en el mecanisme de síntesis entre procariotes, eucariotes i arquees. Les característiques comunes a tots els organismes són la presència d'un codó UGA codificant per selenocisteïna, un tRNA específic, l'element SECIS i alguns factors proteics.

El codó UGA determina la posició de la selenocisteïna. Tot seguit trobem en la regió 3' UTR en eucariotes i arquea l'element SECIS, i en bacteris es situa downstream després del codó UGA en posició 3'. Aquests elements SECIS tenen una estructura secundària característica en el mRNA que està altament conservada i conté seqüències consens que són indispensables per la incorporació de Sec. Estudis estructurals descriuen aquestes estructures consens (figura 1).

↑

En la síntesis de selenocisteïna intervenen diverses proteïnes: SPS1 (Selenofosfat Sintasa 1, s'especula que té un paper important en el reciclatge de la selenocisteïna i en la recuperació de seleni), SPS2 (Selenofosfat Sintasa 2, serveix per generar el donador de seleni per a la síntesis de la selenocisteïna, el selenomonofosfat), SLA/LP (proteïna sintasa que participa en el pas final de la via de síntesi de Sec) i Secp43 (és requerida per la metilació de selenocisteil-tRNASec) .

En la síntesi de selenoproteïnes les proteïnes més importants que hi participen són: SBP2 (SECI Binding Protein 2, que estimula la incorporació de la selenocisteïna gràcies a la seva unió a l'element SECIS i al reclutament del complex eEFSec-selenocisteil-tRNASec en el ribosoma), eEFSec (proporciona selenocisteil-tRNASec al lloc A del ribosoma per a la incorporació de Sec a la proteïna que s'està sintetitzant) i tRNASec (tRNA que s'uneix al codó UGA i porta l'aminoàcid Sec fins al ribosoma)

↑

Les funcions fisiològiques de les selenoproteïnes deriven de les propietats que el seleni els confereix al formar part de la seva estructura. Les selenoproteïnes com la glutatió peroxidasa i la tioredoxina reductasa, tenen activitat redox, permetent que tinguin funcions antioxidants. Les deiodinases utilitzen la seva activitat redox per activar i inactivar les hormones tiroidees. Amb aquest exemples es pot veure com les funcions de les selenoproteïnes poden ser molt diverses, però totes tenen en comú l'activitat redox .

Les funcions que fan les selenoproteïnes repercuteixen en la salut dels organismes que les sintetitzen. En el cas dels humans, es creu que les selenoproteïnes estan estretament relacionades amb el càncer i la carcinogènesis, ja que existeixen diferents casos documentats en els que es manifesta una correlació inversa entre el consum de seleni i la incidència de càncer, tot i que la raó exacte i el mecanisme pel qual té lloc són encara desconeguts.

A més la falta de seleni s'associa també a altres malalties com la malaltia de Kesha, una cardiomiopatia infantil que millora amb l'administració de seleni .

↑

La identificació de selenoproteïnes computacionalment en els genomes dels organismes d'interès, resulta complicat degut a que normalment els codons UGA en els genomes solen ser condons STOP, fet pel qual són identificats com a tal i no com a selenocisteïna. Conseqüentment, per poder trobar noves selenoproteïnes s'hauran de buscar nous elements SECIS en els genomes .

↑