Glutation
From Wikipedia, the free encyclopedia
Glutation (GSH) je tripeptid sa neobičnom peptidnom vezom između amino grupe cisteina (koji je vezan normalnom peptidnom vezom za glicin) i karboksilne grupe glutamatnog bočnog lanca. To je antioksidans za sprečavanje oštećenja ćelijskih komponenti koje izazvaju reakcije aktiviranja vrsta kisika, kao što su slobodni radikali i peroksidi.[1] Tiolne grupe glutationa su redukcijski agensi, koji se u životinjskim ćelijama javljaju u koncentraciji od približno 5 mM. Glutation reducira disulfidne veze unutar citoplazmatskih proteina do cisteina, delujući kao donor elektrona. U tom procesu, glutation se pretvara do njegove oksidirne forme glutation disulfida (GSSG), koji se također naziva i L(-)-glutation.[2][3] [4] [5] [6] [7][8]
| Glutation | |
|---|---|
  | |
| Općenito | |
| Hemijski spoj | Glutation |
| Druga imena | 2S)-2-amino-4[(1R)-1-[(karboksimetil)karbamoil]-2-sulfaniletil]karbamoil}butanska kiselina |
| Molekularna formula | C10H17N3O6S |
| CAS registarski broj | 70-18-8 |
| SMILES | C(CC(=O)N[C@@H](CS)C(=O)NCC(=O)O)[C@@H](C(=O)O)N |
| InChI | 1/C10H17N3O6S/c11-5(10(18)19)1-2-7(14)13-6(4-20) 9(17)12-3-8(15)16/h5-6,20H,1-4,11H2, (H,12,17)(H,13,14)(H,15,16)(H,18,19)/t5-,6-/m0/s1 |
| Osobine1 | |
| Molarna masa | 07,32 g/mol |
| Tačka topljenja | 195 |
| Rastvorljivost | Rastvorljiv u metanolu i dietil eteru |
| Rizičnost | |
| NFPA 704 |  0
0
0
|
| 1 Gdje god je moguće korištene su SI jedinice. Ako nije drugačije naznačeno, dati podaci vrijede pri standardnim uslovima. | |
Oksidirani glutation se može reducirati pomoću enzima glutation reduktaze, koja kao donor elektrona koristi NADPH. Odnos reduciranog i oksidirnog unutarćelijskog glutationa se često koristi kao mjera ćelijske toksičnosti.[9]
Biosinteza
Biosintetski put glutationa imaju neke bakterije, kao kod cijanobakterija i proteobakterija, ali ga nema u mnogim drugim bakterijama. Većina eukariota sintetizira glutation, uključujući i ljude, ali neke ne, kao što su mahunarke, Entamoeba i Giardia. Jedine archaea koji prave glutation su halobakterije.[10][11][12]
Glutation nije esencijsko hranjivo za ljude, jer se može biosintetizovati u tijelu iz aminokiselina L-cysteina, L-glutaminske kiseline i glicina. Sulfhidril skupina (SH) cisteina služi kao donor protona i odgovorna je za biološke aktivnosti. Cistein je faktor ograničavajućie stope u biosintezi ćelijskog glutationa, jer je ova aminokiselina relativno rijetka u hrani.
Ćelije tvore glutation u dva koraka koji zavise od adenozin trifosfata:
- Prvi, gama-glutamilcistein se sintetizira L-glutamata i cisteina preko enzima and gama-glutamilcistein sintetaza (ligaza glutamat cisteina: GCL). Ova reakcija ima ograničavajuću stopu koraka u sintezi glutationa.[13]
- Drugi, glicin se dodaje is na C-kraj gama-glutamilcisteina pomoću enzima glutation sintetaza.
Životinjska glutamat cistein ligaza (GCL) je heterodimerni enzim sastavljen od modulacijske podjedinice. Katalitska podjedinica je obavezna i dovoljna za svu GCL enzimsku aktivnost, dok neuromodulatorna podjedinice povećava efikasnost enzimske katalize. Miševi kojima nedostaju katalitske podjedinice (tj. nedostajuće sve de novo sinteze GSH) umre prije rođenja.[14] Miševi bez modulacijskih podjedinica ne ispoljavaju nikakav očigledan fenotip, ali pokazuju značajan pad u TSH i povećanu osjetljivost na toksične unose.[15][16][17]
Iako su sve ljudske ćelije sposobne za sintetiziranje glutationa, kao suštinska se pokazala njegova sinteza u jetri. Miševi sa genetički iduciranim gubitkom GCLC (odnosno, GSH sinteze) samo u jetri, ugibaju za mjesec dana nakon rođenja.[18]
Biljna glutamat cistein ligaza (GCL) je redoks-osjetljivi homodimerni enzim, koji je u biljnom carstvu konzerviran.[19] U okruženju zasićenom kisikom, formiraju se međumolekulski disulfidni mostovi, koje enzim prebacuje na dimerno aktivno stanje. Središnji potencijal kritičkog cisteinskog para je -318 mV. Pored redoks-ovisne kontrole, kod biljka postoji i GCL enzimski povratni odgovor, inhibiran putem GSH.[20] GCL je isključivo lociran u plastidima, a glutation syntetaza je dvociljna za plastide i citosol, tako da GSH i gama-glutamilcistein odlaze iz plastida.[21] Both glutathione biosynthesis enzymes are essential in plants; knock-outs of GCL and GS are lethal to embryo and seedling.[22]
Funkcija
Glutation postoji i u reduciranoj (GSH) i oksidiranom (GSSG) stanju. U reduciranom, cisteinska grupa je u mogućnosti da donira redukcijski ekvivalent (H++e–) na druge nestabilne molekule, kao što je vrsta reaktivnog kisika. U doniranja elektrona, sam glutation postaje reaktivan, ali lahko reagira s drugim reaktivnim glutationom da se formira glutation disulfid (GSSG). Takva reakcija nastaje vjerojatno zbog relativno visoke koncentraciju glutationa u ćelijama (do 5 mm u jetri). GSH može regenerirati preko GSSG enzima glutation reduktaza (GSR): NADPH reducira FAD prisutan u GSR da proizvede prolazni Fadh-anion. Ovaj anion zatim brzo cijepa disulfidnu vezu (Cys 58 - Cys 63) i dovodi do stvaranja Cys63 što je nukleofilni napad na najbliži sulfidnu jedinicu u GSSG molekuli (promovira His467). To stvara mješovitu disulfidnu vezu (GS-Cys58) i GS-anion. His467 GSR onda protonizira GS-anion da se formira prvi GSH. Zatim, Cys63 nukleofil napada sulfid iz Cys58, oslobađajući GS-anion, koji, zauzvrat, pokupi proton otapala pušten iz enzima, čime se stvara drugi GSH. Dakle, za svaki GSSG i NADPH, dobiju se dvije molekuke reduciranog GSH, što može djelovati kao antioksidans, ponovo skupljajući reaktivnu vrstu kisika u ćeliji.
GSH može regenerirati iz GSSG od enzima glutation reduktaze (GSR): NADPH reducira prisutni FAD u GSR da proizvede prolazni Fadh-anion. Ovaj anion zatim brzo cijepa disulfidnu vezu (Cys 58 - Cys 63) i dovodi do Cys63 koji nukleophilno napada najbližu sulfidnu jedinicu u GSSG molekuli (promovira His467), što stvara mješovitu disulfidnu vezu (GS-Cys58) i GS-anion. His467 GSR onda protonizira GS-anion da se formira prvi GSH. Zatim, Cys63 nukleophilno napada sulfid u Cys58, oslobađajući GS-anion, koji, zauzvrat, pokupi proton otapala otpušten iz enzima, čime se stvara druga molekula GSH. Dakle, za svaki GSSG i NADPH, dobiju se dvije reduciranane molekule GSH, što može djelovati kao antioksidans ponovo skupljajući reaktivnu vrstu kisika u ćeliji.
U zdravim ćelijama i tkivima , preko 90% ukupnog glutationa je u reduciranoj obliku (GSH), a ima manje od 10% formiranog disulfidnog (GSSG). Povećan omjer GSSG/GSH se smatra pokazateljem oksidacijskog stresa.[23]
Glutation ima mnogostruke funkcije:
- Glavni je unutrašnji antioksidans koji proizvode ćelije, koji direktno učestvuje u neutralizaciji slobodnih radikala i komponenti reaktivnog kisika, kao i održavanje vanjskih antioksidanasa, kao što su vitamini C i E, u reduciranom (aktivnom) obliku.[24][25]
- Regulacija ciklusa dušik oksida je kritična za život,a može biti problem ako je neuređen.[26]
- Koristi se u metaboličkim i biohemijskim reakcijama, kao što su sinteza i reparacija DNK , biosinteza proteina, sinteza prostaglandina, transport aminokiselina i aktiviranje enzima. Stoga, svaki tjelesni sistem može uticati na stanje glutationskog sistema, posebno imuni sistem, nervni sistem, gastrointestinalni trakt i pluća.
- Ima vitalnu funkciju u metabolizmu željeza. Osiromašene ćelije kvasca osiromašen koje sadrže toksične razine GSH pokazuju intenzivnu privlaćnost za željezo, nalik odgovoru i oštećenju aktivnosti vanmitohondrijskih ISC enzima, a zatim i smrti.[27]
Također pogledajte
Reference
Vanjski linkovi
Wikiwand - on
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.