Glutation - Biologie

solubil în apă (100 g · l −1 la 20 ° C) [1] și dimetilformamidă [2]

5000 mg kg -1 (șoarece, oral) [3]

Glutation (GSH), de asemenea γ-L-glutamil-L-cisteinilglicină, este o tripeptidă care se formează din cei trei aminoacizi acid glutamic, cisteină și glicină. Se găsește în concentrații mari în aproape toate celulele și este una dintre cele mai importante substanțe antioxidante din organism. În același timp, este o rezervă pentru cisteină. Glutationul nu este o adevărată tripeptidă, deoarece legătura amidică dintre acidul glutamic și cisteină se formează prin gruparea γ-carboxil a acidului glutamic și nu prin gruparea α-carboxil ca într-o legătură peptidică reală.

Actinobacteriile produc micotiol în loc de glutation.

biosinteza

Glutationul poate fi sintetizat de organism din aminoacizii acidului L-glutamic, L-cisteinei și glicinei într-un proces în doi pași.

• Cu consumul de ATP, γ-glutamilcisteina se formează din acid glutamic și cisteină. O legătură izopeptidică se formează între gruparea γ-carboxi a reziduului de acid glutamic și grupa amino a reziduului de cisteină. Enzima implicată se numește glutamat cisteină ligază (GCL, de asemenea γ-glutamilcisteină sintetază).
• Cu ajutorul glutation sintazei, glicina este adăugată la atomul de carbon terminal în timp ce consumă ATP.

Toate celulele din corpul uman au capacitatea de a sintetiza GSH. Biosinteza substanței din ficat este esențială: șoarecii cu producție afectată de glutation în ficat mor în decurs de o lună de la naștere. [4]

Cele mai multe eucariote sunt capabile de sinteză GSH, dar nu Entamoeba și giardia. Calea biosintetică apare la unele bacterii, cum ar fi B. cianobacterii și proteobacterii, dar multe alte bacterii sunt absente. Dintre arhee, numai halobacteriile pot sintetiza ele însele GSH.

funcţie

Rezerva de cisteină

GSH este cel mai bine cunoscut ca substanța principală din grupul reductiv. O cantitate constantă de cisteină este esențială pentru sinteza proteinelor, dar cisteina este reactivă și se pierde în mod constant ireversibil într-un mediu aerob prin oxidare la cisteină sulfinică și acid sulfonic. GSH reprezintă, de asemenea, o rezervă de urgență pentru aminoacidul cisteină și este utilizat și pentru sinteza taurinei.

Plasma sanguină umană conține în jur de trei grame de cisteină sub formă de GSH, care corespunde unei rezerve pentru trei zile. [5]

Tampon redox

GSH poate ajuta la protejarea macromoleculelor celulare, cum ar fi proteinele și lipidele membranei, de „radicalii liberi” (specii reactive de oxigen, ROS). Glutationul este oxidat și se schimbă de la forma sa monomerică GSH la un dimer GSSG.

ROS, care poate apărea în cursul respirației celulare, reprezintă un pericol considerabil pentru numeroase componente ale celulei. Glutationul redus (GSH) are un grup tiol liber și poate, la rândul său, să transfere electroni în ROS și astfel să-i facă inofensivi. Două molecule de glutation oxidate se combină pentru a forma o disulfură de glutation (GSSG), formând o punte disulfură. Enzima glutation reductază poate fi utilizată pentru a produce două GSH reduse dintr-un dimer GSSG în timp ce consumă NADPH. Potențialul redox al GSH este de -240 mV [6] și este redus cu 90% datorită activității glutation reductazei.

Biotransformare

GSH joacă un rol important în faza II a biotransformării substanțelor nocive. Substanțele conjugate cu GSH sunt de obicei mai solubile în apă și pot fi eliminate prin rinichi. Glutation-S-transferaza, care este localizată în cea mai mare parte în citosol, catalizează reacția GSH cu carbonul electrofil. Grupările halogen, sulfat, sulfonat, fosfat și nitro pot fi substituite cu glutation. GSH poate fi adăugat, de asemenea, la legături duble activate și la inele epoxidice reactive deschise. Efectul toxic (otrăvitor) include activarea dihaloalcanilor vicinali cu formarea unui inel episulfoniu foarte reactiv, precum și un transfer mediat de β-liasa a conjugaților GSH în rinichi la compuși reactivi.

Mai multe funcții

La plante, nematode, alge și ciuperci, glutationul servește și ca substrat pentru sinteza fitochelatinelor, care, la fel ca și metalotioneinele, joacă un rol important în legarea metalelor grele.

Glutationul îndeplinește o altă sarcină în sinteza anumitor leucotriene, de exemplu în sinteza leucotrienei C4. Leucotriene A4 se transformă în leucotriene C4 cu ajutorul glutation-S-transferazei.

poveste

Când Hopkins a descris o peptidă care conține cisteină în drojdie și celule animale în 1921 și a denumit-o glutation, s-a crezut inițial că era γ-glutamilcisteină. Numai Harington și Mead au reușit să confirme structura actuală asumată ulterior prin sinteză totală în 1935. [7] [8]

Suplimente alimentare

Datorită proprietăților sale antioxidante, glutationul este vândut ca supliment alimentar. [9] Cu toate acestea, beneficiul terapeutic al glutationului alimentar nu a fost dovedit. Livrarea parenterală crește nivelul GSH în celule. [10] Un beneficiu potențial al glutationului pentru sănătate, de exemplu ca agent anticancer [11] sau ca agent anti-îmbătrânire, nu a fost încă dovedit științific în studiile clinice.

Producția de glutation în ficat poate fi stimulată prin administrarea de acetilcisteină [12] (ca donator de cisteină).

Ca un controversat „medicament împotriva cancerului”, glutationul obținut într-unul ca amestec cu antociani sub denumirea Recancostat comp. a vândut preparatul faimei la mijlocul anilor '90. [13]

---