銅シャペロンAtox1の酸化還元硫黄化学は、グルタチオンのカップルGSSG/2GSHの還元能力とCu（I）の還元電位である酵素グルタレドキシン1によって調節されています。

グルタレドキシンは、補因子GSSG/GSHを介してタンパク質チオールの酸化還元状態を調節する酵素として特徴付けられています。ただし、このような機能は、生体内実験で生理学的に関連するタンパク質基質を使用して実証されていません。それらのアクティブサイトは、金属イオンを結合しないと予測されるCYS-XX-CYSモチーフを頻繁に備えています。このようなモチーフは、ヒトのサイトゾル銅メタロチャペロンであるAtox1などの銅輸送タンパク質にも存在します。この作業では、次の最初のデモを紹介します。（i）ヒトグルタレドキシン1（HGRX1）は、ATOX1のCys（12）-XX-Cys（15）フラグメントのジチオールとジスルフィド型の交換を効率的に触媒しますが、作用しません。孤立した単一残基Cys（41）;（ii）触媒の方向は、GSSG/2GSH比とCu（I）の可用性によって調節されます。（iii）HGRX1の活性部位Cys（23）-XX-Cys（26）は、フェムトモル親和性（k（d）= 10（-15.5）m）でCu（I）をしっかりと結合し、Eの還元電位を持っています（o） '= pH 7.0で-118 mV。対照的に、Atox1のCys（12）-XX-Cys（15）モチーフは、Cu（I）（K（D）= 10（-17.4）m）に対してより高い親和性を持ち、より負の電位（E（O）'= -188 mV）。これらの違いは、主にHGRX1のCys23の非常に低いPKAに起因する可能性があり、上記の結論の合理化を可能にします：HGRX1はGSSGによるAtox1（Dithiol）の酸化を触媒する可能性がありますが、酸化されたAtox1（ジスルフ化物）の補完的な減少ではありません。Cu（aq）（+）が濃度で存在しない限りGSHによって、Cu（I）の結合がAtox1を減少させますが、HGRX1への結合を可能にします。実際、後者の場合、触媒の好みは逆転します。HGRX1の活性部位の両方のCys残基は、高親和性Cu（I）結合に不可欠ですが、酸化還元触媒機能には単一Cys（23）残基のみが必要です。ATOX1とHGRX1の両方の分子特性は、最近の細胞実験で示唆されているように、銅恒常性と酸化還元硫黄化学の相関と一致しています。これらのタンパク質は、酸化還元調節、Cu（I）緩衝液、Cu（I）輸送における複数の役割を埋めるために必要な特徴を進化させたようです。

Glutaredoxins have been characterised as enzymes regulating the redox status of protein thiols via cofactors GSSG/GSH. However, such a function has not been demonstrated with physiologically relevant protein substrates in in vitro experiments. Their active sites frequently feature a Cys-xx-Cys motif that is predicted not to bind metal ions. Such motifs are also present in copper-transporting proteins such as Atox1, a human cytosolic copper metallo-chaperone. In this work, we present the first demonstration that: (i) human glutaredoxin 1 (hGrx1) efficiently catalyses interchange of the dithiol and disulfide forms of the Cys(12)-xx-Cys(15) fragment in Atox1 but does not act upon the isolated single residue Cys(41); (ii) the direction of catalysis is regulated by the GSSG/2GSH ratio and the availability of Cu(I); (iii) the active site Cys(23)-xx-Cys(26) in hGrx1 can bind Cu(I) tightly with femtomolar affinity (K(D) = 10(-15.5) M) and possesses a reduction potential of E(o)' = -118 mV at pH 7.0. In contrast, the Cys(12)-xx-Cys(15) motif in Atox1 has a higher affinity for Cu(I) (K(D) = 10(-17.4) M) and a more negative potential (E(o)' = -188 mV). These differences may be attributed primarily to the very low pKa of Cys23 in hGrx1 and allow rationalisation of conclusion (ii) above: hGrx1 may catalyse the oxidation of Atox1(dithiol) by GSSG, but not the complementary reduction of the oxidised Atox1(disulfide) by GSH unless Cu(aq)(+) is present at a concentration that allows binding of Cu(I) to reduced Atox1 but not to hGrx1. In fact, in the latter case, the catalytic preferences are reversed. Both Cys residues in the active site of hGrx1 are essential for the high affinity Cu(I) binding but the single Cys(23) residue only is required for the redox catalytic function. The molecular properties of both Atox1 and hGrx1 are consistent with a correlation between copper homeostasis and redox sulfur chemistry, as suggested by recent cell experiments. These proteins appear to have evolved the features necessary to fill multiple roles in redox regulation, Cu(I) buffering and Cu(I) transport.