Le metallotioneine costituiscono una famiglia ubiquitaria di proteine a basso peso molecolare (da 500 a 14.000 Da), localizzate nell'apparato del Golgi, caratterizzate da un ricco contenuto in cisteina e da un'alta affinità per i metalli pesanti.
Generalità Le metallotioneine (MT) furono scoperte nel 1957 da Margoshe e Vallee nel corso della purificazione di una proteina legante il cadmio estratta dalla corticale del rene del cavalloMargoshes, M. and B.L. Vallee. «A cadmium protein from equine kidney cortex». Journal of American Chemical Society. 1957 79:4813. . La loro funzione non è del tutto nota, ma i dati sperimentali suggeriscono che le metallotioneine siano coinvolte nella regolazione dei metalli essenziali (zinco e rame) e svolgano un ruolo di protezione contro la tossicità dei metalli pesanti e contro lo stress ossidativo. Negli esseri umani vi sono quattro principali classi isoenzimi sintetizzati principalmente nel fegato e reni: MT1 (sottotipi: A, B, E, F, G, H, L, M, X), MT2, MT3 ed MT4. La loro produzione dipende dalla disponibilità di elementi essenziali, quali zinco, rame e selenio, e dalla disponibilità degli aminoacidi istidina e cisteina.
Si è visto, specialmente in piante, che le metallotioneine sono tessuto-dipendenti, ovvero si esprimono diversamente (tanto in forma come in quantità) a seconda del tessuto dove sono prodotte. Un esempio sono le fitometallotioneine di tipo IV che si esprimono quasi totalitariamente nei tessuti embrionari delle piante.
Nel 2024 è stato scoperto che soggetti con mutazioni che comportano una maggiore produzione di metallotioneina antiossidante da parte degli astrociti presentano un'assenza di sintomi se colpiti dalla malattia di Alzheimer : questa scoperta potrebbe portare in futuro a farmaci per questa malattia.
Struttura e classificazione Le metallotioneine sono presenti in una vasta gamma di esseri viventi: Procarioti, Protozoi, Piante, Lieviti, Invertebrati e Vertebrati fra cui l'uomo. A causa dell'ampio spettro tassonomico, le sequenze aminoacidiche sono poco omogenee fra un phylum e l'altro per quanto riguarda il peso molecolare, il numero e la distribuzione dei residui di cisteina; sono invece relativamente omogenee all'interno dello stesso phylum (per esempio i vertebrati).
Le metallotioneine sono suddivise convenzionalmente in 3 classi in base alla distribuzione tassonomica: alla I classe appartengono le metallotioneine con struttura primaria simile a quelle dei mammiferi; alla II classe le metallotioneine prive di omologia con le metallotioneine dei mammiferi; alla III classe le fitochelatine, i polipeptidi delle piante analoghi delle metallotioneine
Note
Bibliografia Klaassen CD, Liu J, Diwan BA. «Metallothionein protection of cadmium toxicity». Toxicol Appl Pharmacol. 2009 Aug 1;238(3):215-20, PMID 19362100, PMCID PMC2740813 (Free Article)
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