Глутатион

Глутатион (2-амино-5-{[2-[(карбоксиметил)амино]-1-(меркаптометил)-2-оксоэтил]амино}-5-оксопентаноевая кислота, англ. glutathione, GSH) — это трипептид γ-глутамилцистеинилглицин. Глутатион содержит необычную пептидную связь между аминогруппой цистеина и карбоксильной группой боковой цепи глутамата. Значение глутатиона в клетке определяется его антиоксидантными свойствами. Фактически глутатион не только защищает клетку от токсичных свободных радикалов, но и в целом определяет окислительно-восстановительные характеристики внутриклеточной среды[1].

Глутатион


Общие
Систематическое
наименование		 ​(2S)​-​2-​Amino-​4-​'"`UNIQ-​-​nowiki-​00000000-​QINU`"'{[​(1R)​-​1-​[​(carboxymethyl)​carbamoyl]-​2-​sulfanylethyl]carbamoyl}butanoic acid
Хим. формула C10H17N3O6S
Физические свойства
Молярная масса 307.32 г/моль
Классификация
Рег. номер CAS 70-18-8
PubChem 124886
Рег. номер EINECS 200-725-4
SMILES
InChI
ChEBI 16856
ChemSpider 111188
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
 Медиафайлы на Викискладе

В клетке тиоловые группы находятся в восстановленном состоянии (SH) в концентрации около 5 мМ. Фактически такая высокая концентрация глутатиона в клетке приводит к тому, что он восстанавливает любую дисульфидную связь (S-S), образующуюся между остатками цистеина внутриклеточных белков. При этом восстановленная форма глутатиона GSH превращается в окисленную GSSG. Восстанавливается окисленный глутатион под действием фермента глутатионредуктазы, который постоянно находится в клетке в активном состоянии и индуцируется при окислительном стрессе. Соотношение восстановленной и окисленной форм глутатиона в клетке является одним из важнейших параметров, который показывает уровень окислительного стресса.

Биосинтез

Глутатион не является незаменимым веществом и может быть синтезирован из аминокислот L-цистеина, L-глутаминовой кислоты и глицина.

Синтез происходит в две АТФ-зависимые стадии:

  • на первой стадии синтезируется γ-глутамилцистеин из глутаминовой кислоты и цистеина ферментом γ-глутамилцистеинсинтетазой (или глутаматцистеинлигазой). Данная реакция является лимитирующей в синтезе глутатиона;
  • на второй стадии фермент глутатионсинтетаза присоединяет остаток глицина к С-концевой группе γ-глутамилцистеина.

Глутаматцистеинлигаза

Фермент глутаматцистеинлигаза (GCL) это гетеродимер, состоящий из каталитической (GCLC) и регуляторной субъединиц (GCLM). Каталитическая субъединица обеспечивают каталитическую активность фермента, а регуляторная — повышает каталитическую эффективность. Мыши, не имеющие гена каталитической субъединицы, умирают до рождения[2]. Мыши, не имеющие гена регуляторной субъединицы, фенотипически мало отличаются от нормальных, хотя характеризуются пониженным уровнем глутатиона (GSH) и более чувствительны к воздействиям, вызывающим окислительный стресс[3][4][5].

Все клетки организма человека способны синтезировать глутатион, тем не менее глутатионсинтетаза в печени крайне важна. После рождения мыши, у которых ген каталитической субъединицы не экспрессируется только в печени, живут не более одного месяца. Смерть вызвана повреждением митохондрий и печёночной недостаточностью[6].

Путь биосинтеза глутатиона показан для некоторых прокариот (цианобактерий и протеобактерий), но отсутствует у многих бактерий. Многие эукариоты синтезируют глутатион, например, человек, но некоторые не синтезируют, например, Leguminosae, Entamoeba, и Giardia. Из архей глутатитон могут синтезировать только галобактерии[7][8].

Функция

Глутатион участвует в синтезе лейкотриенов и является кофактором фермента глутатионпероксидазы. Он также выступает в качестве гидрофильной молекулы, которая присоединяется ферментами печени к гидрофобным токсичным веществам в процессе их биотрансформации с целью выведения из организма в составе желчи. Как часть глиоксалазной ферментативной системы глутатион участвует в реакции детоксификации метилглиоксаля, токсичного побочного продукта метаболизма. Глиоксалаза I (КФ 4.4.1.5 Архивная копия от 16 мая 2011 на Wayback Machine) превращает метилглиоксаль и восстановленный глутатион в лактоилглутатион. Глиоксалаза II (КФ 3.1.2.6 Архивная копия от 16 мая 2011 на Wayback Machine) гидролизует лактоилглутатион с образованием глутатиона и лактата (молочной кислоты).

Глутатион является субстратом реакций конъюгации и восстановления, катализируемых глутатион-S-трансферазой в цитозоле, микросомах и в митохондриях.

Глутатион плохо всасывается в желудочно-кишечном тракте[9][10], поэтому для восстановления нормального уровня глутатиона при патологических состояниях назначают N-ацетилцистеин[11][12].

Примечания
  1. Strużńka L., Chalimoniuk M., Sulkowski G. The role of astroglia in Pb-exposed adult rat brain with respect to glutamate toxicity (англ.) // Toxicology : journal. — 2005. — September (vol. 212, no. 2—3). — P. 185—194.
  2. Dalton, TP; et al. Knockout of the Mouse Glutamate Cysteine Ligase Catalytic Subunit (Gclc) Gene: Embryonic Lethal When Homozygous, and Proposed Model for Moderate Glutathione Deficiency When Heterozygous (англ.) // Biochem Biophys Res Commun. : journal. — 2000. — Vol. 279, no. 2. — P. 324. — doi:10.1006/bbrc.2000.3930.
  3. Yang Y., et al. Initial Characterization of the Glutamate-Cysteine Ligase Modifier Subunit Gclm(-/-) Knockout Mouse. NOVEL MODEL SYSTEM FOR A SEVERELY COMPROMISED OXIDATIVE STRESS RESPONSE (англ.) // Journal of Biological Chemistry : journal. — 2002. — Vol. 277, no. 51. — P. 49446. — doi:10.1074/jbc.M209372200. — PMID 12384496.
  4. Giordano G., et al. Organophosphorus insecticides chlorpyrifos and diazinon and oxidative stress in neuronal cells in a genetic model of glutathione deficiency (англ.) // Toxicol Appl Pharmacol : journal. — 2007. — Vol. 219, no. 2—3. — P. 181. — doi:10.1016/j.taap.2006.09.016.
  5. McConnachie L.A., Mohar I., Hudson F.N., et al. Glutamate cysteine ligase modifier subunit deficiency and gender as determinants of acetaminophen-induced hepatotoxicity in mice (англ.) // Toxicol Sci. : journal. — 2007. — October (vol. 99, no. 2). — P. 628—636. — doi:10.1093/toxsci/kfm165. — PMID 17584759.
  6. Chen Y., et al. Hepatocyte-specific GCLC deletion leads to rapid onset of steatosis with mitochondrial injury and liver failure (англ.) // Hepatology : journal. — Wiley-Liss, 2007. — Vol. 45. — P. 1118. — doi:10.1002/hep.21635.
  7. Shelley D. Copley and Jasvinder K. Dhillon. Lateral gene transfer and parallel evolution in the history of glutathione biosynthesis genes (англ.) // Genome biology : journal. — 2002. — Vol. 3. — P. research0025.1. — doi:10.1186/gb-2002-3-5-research0025.
  8. Grill D, Tausz T, De Kok LJ. Significance of glutathione in plant adaptation to the environment (англ.). — Springer, 2001. — ISBN 1402001789.
  9. AIDS Line Update Архивная копия от 4 апреля 2007 на Wayback Machine
  10. Witschi A, et. al. The systemic availability of oral glutathione. Eur J Clin Pharmacol. 1992;43(6):667-9
  11. Glutathione information for Physicians
  12. Biochemical manipulation of intracellular glutathione levels influences cytotoxicity to isolated human lymphocytes by sulfur mustard.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.