Metallothionein: an overview on its metal homeostatic regulation in mammals / Metalotioneina: una visión general de su regulación homeostática de metales en mamíferos

ABSTRACT

Metallothionein (MT) is a ubiquitous protein with a low molecular weight of 6-7 kDa weight and it was first identified in the kidney cortex of equines as a cadmium (Cd)-binding protein responsible for the natural accumulation of Cd in the tissue. The mammalian MT contains 61 to 68 amino acid residues, in which 18 to 23 cysteine residues are present. The expression of MT starts by binding of metal transcription factor-1 (MTF-1) to the regulative region of MT gene called metal responsive elements (MREs). The induction of MT through the MREs region can be initiated by several metal ions such as zinc (Zn), copper (Cu) and Cd. However, Zn is the only heavy metal which can reversibly and directly activate the DNA-binding activity of MTF-1. In mammals four types of MT are expressed and they are termed metallothionein-1 (MT1), metallothionein-2 (MT2), metallothionein-3 (MT3), and metallothionein-4 (MT4). MT1 and MT2 are expressed in almost all tissues while MT3 and MT4 are tissue-specific. MT is a key compound involved in the intracellular handling of a variety of essential and nonessential post-transitional metal ions. In order to the heavy metal binding ability of MT, it is suggested to play roles both in the intracellular fixation of essential trace elements Zn and Cu, in controlling the concentrations, and in neutralizing the harmful influences of exposure to toxic elements...

RESUMEN

Metalotioneina (MT) es una proteína, con bajo peso molecular de kDa 6-7 y que fue primero identificada en la corteza renal de equinos como cadmio (Cd)-proteína responsable por la acumulación natural de Cd en los tejidos. La MT en mamíferos contiene 61 a 68 residuos de aminoácidos, de los cuales están presentes 18 a 23 residuos de cisteína. La expresión de MT se inicia por la unión del factor-1 de transcripción de metal (MTF-1) a la región reguladora del gen de la MT llamado elementos metálicos responsable (MREs). La inducción de MT a través de la región MREs puede ser iniciada por varios iones metálicos tales como zinc (Zn), cobre (Cu) y Cd. Sin embargo, el Zn es el único metal pesado que puede revertir y activar directamente la unión ADN de MTF-1. En los mamíferos se expresan cuatro tipos de MT y ellos se denominan metalotioneína-1 (MT1), metalotioneína-2 (MT2), metalotioneína-3 (MT3), y metalotioneína-4 (MT4). MT1 y MT2 se expresan en casi todos los tejidos mientras que MT3 y MT4 son tejido-específico. La MT es un compuesto clave implicado en la manipulación intracelular de una variedad de iones metálicos esenciales y no esenciales post-transicionales. Con el fin de evaluar la capacidad de unión de metales pesados de MT, se sugiere que éste desempeña ambos roles tanto en la fijación intracelular de trazas de elementos de Zn y Cu como en el control de las concentraciones, y neutralizando las influencias perjudiciales a la exposición de elementos tóxicos...