Glutation

Glutationul (acidul 2-amino-5-{[2-[(carboximetil)amino]-1-(mercaptometil)-2-oxoetil]amino}-5-oxopentanoic, glutation în engleză  , GSH ) este o y-glutamilcisteinilglicină cu trei peptide . Glutationul conține o legătură peptidică neobișnuită între gruparea amino a cisteinei și gruparea carboxil a lanțului lateral al glutamatului . Valoarea glutationului în celulă este determinată de proprietățile sale antioxidante . De fapt, glutationul nu numai că protejează celula de radicalii liberi toxici , dar determină în general caracteristicile redox ale mediului intracelular [1] .

În celulă , grupările tiol sunt în stare redusă (SH) la o concentrație de aproximativ 5 mM . De fapt, această concentrație mare de glutation în celulă face ca aceasta să repare orice legătură disulfurică (SS) formată între reziduurile intracelulare de proteină cisteină . În acest caz, forma redusă de glutation GSH este transformată în GSSG oxidat. Glutationul oxidat este restabilit sub acţiunea enzimei glutation reductază , care este activă constant în celulă şi este indusă în timpul stresului oxidativ . Raportul dintre formele reduse și oxidate de glutation în celulă este unul dintre cei mai importanți parametri care arată nivelul de stres oxidativ.

Biosinteza

Glutationul nu este o substanță esențială și poate fi sintetizat din aminoacizii L-cisteină , acid L-glutamic și glicină .

Sinteza are loc în două etape dependente de ATP :

• în prima etapă, γ-glutamilcisteina este sintetizată din acid glutamic și cisteină de către enzima γ-glutamilcisteină sintetază (sau glutamat cisteină ligaza). Această reacție este limitativă în sinteza glutationului;
• în a doua etapă, enzima glutation sintetaza adaugă un reziduu de glicină la grupul C-terminal al γ-glutamilcisteinei.

Glutamat cisteină ligază

Enzima glutamat cisteină ligaza (GCL) este un heterodimer format din subunități catalitice (GCLC) și reglatoare (GCLM). Subunitatea catalitică asigură activitatea catalitică a enzimei, în timp ce subunitatea reglatoare crește eficiența catalitică. Șoarecii care nu au gena subunității catalitice mor înainte de naștere [2] . Șoarecii care nu au gena subunității de reglare sunt fenotipic similari cu șoarecii normali, deși sunt caracterizați prin niveluri reduse de glutation (GSH) și sunt mai sensibili la stresul oxidativ [3] [4] [5] .

Toate celulele corpului uman sunt capabile să sintetizeze glutation, cu toate acestea, glutation sintetaza din ficat este extrem de importantă. După naștere, șoarecii la care gena subunității catalitice nu este exprimată numai în ficat nu trăiesc mai mult de o lună. Moartea este cauzată de leziuni mitocondriale și insuficiență hepatică [6] .

Calea biosintetică a glutationului a fost demonstrată la unele procariote ( cianobacterii și proteobacterii ), dar este absentă în multe bacterii. Multe eucariote sintetizează glutation, cum ar fi oamenii, dar unele nu, cum ar fi Leguminosae , Entamoeba și Giardia . Numai halobacteriile pot sintetiza glutatitonul din arhee [7] [8] .

Funcția

Glutationul este implicat în sinteza leucotrienelor și este un cofactor pentru enzima glutation peroxidază . De asemenea, acționează ca o moleculă hidrofilă, care este atașată de enzimele hepatice de substanțe toxice hidrofobe în procesul de biotransformare a acestora pentru a fi excretată din organism ca parte a bilei . Ca parte a sistemului enzimatic glioxalazei, glutationul este implicat în reacția de detoxifiere a metilglioxalului , un produs secundar toxic al metabolismului. Glioxalaza I ( EC 4.4.1.5 Arhivat 16 mai 2011 la Wayback Machine ) transformă metilglioxalul și glutationul redus în lactoilglutation. Glyoxalase II ( EC 3.1.2.6 Arhivat 16 mai 2011 la Wayback Machine ) hidrolizează lactoilglutationul pentru a forma glutation și lactat (acid lactic).

Glutationul este un substrat pentru reacțiile de conjugare și reducere catalizate de glutation-S-transferaza în citosol , microzomi și în mitocondrii .

Glutationul este slab absorbit în tractul gastrointestinal [9] [10] , astfel încât N-acetilcisteina este prescrisă pentru a restabili nivelurile normale de glutation în condiții patologice [11] [12] .

Note

1. ↑ Strużńka L., Chalimoniuk M., Sulkowski G. Rolul astrogliei în creierul de șobolan adult expus la Pb în ceea ce privește toxicitatea glutamatului  //  Toxicology: journal. - 2005. - Septembrie ( vol. 212 , nr. 2-3 ). - P. 185-194 .
2. ↑ Dalton, T. P.; et al. Knockout al genei subunității catalitice a cisteinei ligazei (Gclc) de șoarece: letal embrionar atunci când este homozigot și modelul propus pentru deficiența moderată de glutation când este heterozigot   // Biochem Biophys Res Commun . : jurnal. - 2000. - Vol. 279 , nr. 2 . — P. 324 . - doi : 10.1006/bbrc.2000.3930 .
3. ↑ Yang Y., și colab. Caracterizarea inițială a subunității modificatorului de glutamat-cisteină ligază Gclm(-/-) Mouse Knockout. NOUL SISTEM DE MODEL PENTRU UN RĂSPUNS LA STRESS OXIDAT CU SEVER COMPROMIS  (Engleză)  // Journal of Biological Chemistry  : journal. - 2002. - Vol. 277 , nr. 51 . - P. 49446 . - doi : 10.1074/jbc.M209372200 . — PMID 12384496 .
4. ↑ Giordano G., et al. Insecticide organofosforice clorpirifos și diazinon și stresul oxidativ în celulele neuronale într-un model genetic al deficienței de glutation  //  Toxicol Appl Pharmacol : jurnal. - 2007. - Vol. 219 , nr. 2-3 . — P. 181 . - doi : 10.1016/j.taap.2006.09.016 .
5. ↑ McConnachie LA, Mohar I., Hudson FN, et al . Deficiența subunității modificatoare de glutamat cisteină ligază și genul ca factori determinanți ai hepatotoxicității induse de acetaminofen la șoareci  //  Toxicol Sci. : jurnal. - 2007. - octombrie ( vol. 99 , nr. 2 ). - P. 628-636 . doi : 10.1093 / toxsci/kfm165 . — PMID 17584759 .
6. ↑ Chen Y., și colab. Deleția GCLC specifică hepatocitelor duce la apariția rapidă a steatozei cu leziuni mitocondriale și  insuficiență hepatică //  Hepatologie : jurnal. - Wiley-Liss , 2007. - Vol. 45 . — P. 1118 . - doi : 10.1002/hep.21635 .
7. ↑ Shelley D. Copley și Jasvinder K. Dhillon. Transferul lateral de gene și evoluția paralelă în istoria genelor de biosinteză a glutationului  (engleză)  // Biologia genomului : jurnal. - 2002. - Vol. 3 . — P. cercetare0025.1 . - doi : 10.1186/gb-2002-3-5-research0025 .
8. ↑ Grill D, Tausz T, De Kok LJ. Semnificația glutationului în adaptarea plantelor la mediu  (engleză) . - Springer, 2001. - ISBN 1402001789 .
9. ↑ AIDS Line Update Arhivat 4 aprilie 2007 la Wayback Machine
10. ↑ Witschi A, et. al. Disponibilitatea sistemică a glutationului oral. Eur J Clinic Pharmacol. 1992;43(6):667-9
11. ↑ Informații despre glutation pentru medici . Consultat la 2 mai 2007. Arhivat din original pe 28 aprilie 2007. (nedefinit)
12. ↑ Manipularea biochimică a nivelurilor intracelulare de glutation influențează citotoxicitatea asupra limfocitelor umane izolate de muștarul cu sulf.

Dicționare și enciclopedii	Britannica (online)
În cataloagele bibliografice	BNF : 12267310v J9U : 987007531217805171 LCCN : sh85055385 NDL : 00933851