Proteinlerdeki Sistein

Hücrelerde enzimler ve diğer proteinler amino asitlerden oluşur 20 temel amino asitten, sadece ikisi, bir kükürt grubu içerir Sistein de bunlardan biridir Sistein molekülü üzerindeki sülfür grubu birçok kimyasal şekilde mevcut olabilir ve proteinlerdeki sisteine düzenleme taşıyan benzersiz özellikler verir, hücreler selektif ilaç hedefleri sağlamanın yanı sıra metal bağlayıcı özellik kazandırır
Kimyasal Şekilleri

Amino asit sistein içinde kükürt gruplarının gözenekli olan içinde fazla farklı alanlara yönlendirilmiş oksidatif durumlarda mevcut oldukları saptama edilmiştir, kükürt radikalleri olarak , disülfür bağında, oksijen, ya da hidroksil gruplarına ast olarak bulunurlar, bunlar oksidatif durumların yalnızca birkaçıdır Bu kükürt gruplarının oksidatif durumu, bozulan hücresel biyokimyasını değiştirebilirler Hücreler oksidatif strese maruz kalmışsa, disülfit bağ veya SS, durumundakine oranla, radikal gruplarda ya da S1 durumunda daha yüksek kükürt oranı bulunabilir Sülfür atomlarının bu alıngan durumları, sisteinin yan olduğu proteinlerin reaktivitesini etkiler Bazı proteinler, bunların kükürt atomları bir disülfid konfigürasyonu içinde olduğunda aktive edilir Diğer proteinler devre dışı bırakılır
Korunması

Sistein taşıyan proteinler, sistein artıklarını kullanarak, oksidatif gerginlik nedeniyle oluşan geri dönüşümsüz hasardan kendilerini koruyabilirler Bazı proteinler, güneşe maruz kalmaları durumunda zarar görmelerinde olduğu gibi oksidatif stres dönemlerinde, Sthiolation adlandırılan bir süreç ile sistein atıklarında değişiklik yapabilirler Bu işlem girift disülfit bağları oluşturmak için hücresel içinde diğer kükürt taşıyan molekülleri ile proteinin indirgenmiş kükürt atomunun reaksiyona sokulmasını kapsamaktadır Bu işlem geri dönüşümlüdür yani tersinir işlemdir ve hücreli oksidatif gerginlik altında olmadığında geri alınabilir Bu süreç sisteinin kükürt atomunu, proteini kalıcı olarak devre dışı bırakacak olan diğer tersinmez tepkimelere dahil olmaktan korur
YapısıSistein amino asitleri, genelde proteinlerin üç boyutlu yapılarını etkilemektedir Sistein üzerindeki sülfür grupları disülfit bağları oluşturarak, diğer sülfür grupları ile epeyce zahmetsizce reaksiyona girerler Disülfit bağ oluşumu protein stabilizasyonu ve katlanması için iki taraflı bir mekanizmadır Bunların etkin olmayan disülfid bağlanmış durumlarında, bunlar daha sonra disülfid bağının indirgenmesi ile yeniden aktive edilecekleri yere yani hücrenin dışına taşınırlar Buna karşılık, bazen disülfid bağı, belirtilmiş bir substrat için spesifik bir bağlanma yeri oluşturarak bir proteinin aktivasyonuna yol açar
Metal BağlanmasıProteinlerdeki sistein amino asitleri metal iyonlarını bağlarlar Metal iyonlarının bağlanması çoğunlukla proteinlerin aktivitesini düzenler Mesela, alkollü içecek içerken, sisteminizdeki içki, sistein bakımından zengin bir protein olan alkol dehidrogenaz veya ADH adlandırılan enzim göre parçalanır Bu enzim faal olduğunda, alkolün parçalanması oldukça basit oluşur ve sistemde alkol epeyce kolay bir şekilde etkisini kaybeder Enzim faal olmadığı vakit, genel olarak daha uzun vakit için alkolün negatif etkileri hissedilmektedir*
Antabuse adlı ilaç, içerdiği sisteinlerin metal bağlama özelliklerinden yararlanarak, alkolün dehidrojenaz aktivitesini inhibe eder ADH aktivasyonu çinko gerektirir Çinko sistein üzerindeki kükürt grupları ile koordinasyon içinde ADH ’a bağlanır Antabuse, kükürt gruplarının oksidasyon halini değiştirmektedir, böylece bunlar bundan böyle çinkoya bağlanamaz ve ADH enzimi tamamen inaktive edilir Bu da fazla eksik alkol alımı durumunda bile, daha uzun zaman rahatsız hissedilmesine niçin olur
Organizmaların Kompleksitesi ile KorelasyonuSistein, üç nükleotidin iki öbür dizileri tarafından DNA ’da kodlanmıştır 2000 yılında, tesadüfen matematiksel oluşumunun hesaplamasına dayanarak yapılan “Moleküler Biyoloji ve Evrim “ ’deki bir çalışmada, sisteinin incelenen tüm organizmaları temsil etmediği ileri sürülmüştür Sistein daha karmaşık organizmalarda mevcut olup, proteinlerin sistein varlığında hücresel büyümesi ve enzimatik regülasyon için gelişen yetenekleri sebebiyle muhtemelen bu proteinler ile organizmalar üstünde evrimsel bir menfaat sağladığını göstermektedir
Kanser Hücrelerinin HedefleriBirçok kanser hücresinin, tatmin edici kan stoku yokluğunda derme çatma büyümeleri ve çoğalmaları nedeniyle, bunlar düşük veya azaltılmış oksijen içinde mevcuttur İndirgenmiş durumları, uygun gözenekli olan büyümesi ve farklılaşması ile ilgili olan ve sistein içeren çoğu proteini devre dışı bırakmaktadır İnaktif oksitlenmiş durumda olan oksitleyici enzimler, bu kanser hücrelerinde biriken öncüilaçlar olarak araştırılmaktadır İndirgenmiş ortamda bu enzimler sistein taşıyan proteinlerin geri dönüşümü ve sonuçta kanserin yok edilmesi için aktive edilmektedir