Glutationiominaisuudet, rakenne, toiminnot, biosynteesi

Hän Glutationi (Gsh) Se on pieni tripeptidimolekyyli (vain kolmella ei -proteiinijätteellä), joka osallistuu moniin biologisiin ilmiöihin, kuten entsymaattiseen mekaniikkaan, makromolekyylien biosynteesiin, välitason aineenvaihduntaan, happimyrkyllisyyteen, solunsisäiseen kuljetukseen jne.

Tätä pientä peptidiä, läsnä eläimissä, kasveissa ja joissain bakteereissa, harkitaan "puskuri" Oksidi-reduktori, koska se on yksi tärkeimmistä pienimolekyylipainoyhdisteistä, jotka sisältävät rikkiä ja jolla ei ole kysteiinitähteisiin liittyvää toksisuutta.

Glutationin molekyylirakenne (lähde: Claudio Pistilli [CC BY-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/4.0)] Wikimedia Commonsin kautta)

Joitakin ihmisten sairauksia on liitetty glutationien aineenvaihdunnan spesifisten entsyymien puutteeseen, ja tämä johtuu niiden monista toiminnoista kehon homeostaasin ylläpitämisessä.

Aliravitsemus, oksidatiivinen stressi ja muut ihmisten kärsimät patologiat voidaan osoittaa glutationin dramaattisena vähenemisenä, joten se on joskus hyvä indikaattori kehon järjestelmien terveydentilasta.

Kasveille samalla tavalla glutationi on välttämätön tekijä sen kasvulle ja kehitykselle, koska se täyttää myös toiminnot useissa biosynteettisissä reiteissä ja on välttämätöntä solujen vieroitus ja sisäinen homeostaasi, missä se toimii voimakkaana antioksidanttina.

[TOC]

Ominaisuudet

Ensimmäiset tutkimukset, jotka suoritetaan suhteessa glutationin solunsisäiseen sijaintiin, osoittivat, että se on läsnä mitokondrioissa. Myöhemmin sitä havaittiin myös ydinmatriisia vastaavalla alueella ja peroksisomeissa.

Tällä hetkellä tiedetään, että osasto, jossa sen pitoisuus on runsaampaa, on sytosolissa, koska niitä on aktiivisesti tuotettu ja kuljetettu muihin soluosastoihin, kuten mitokondrioihin.

Nisäkässoluissa glutationipitoisuus on millimolien välillä, kun taas veriplasmassa sen vähentynyt muoto (GSH) löytyy mikromolaarisissa pitoisuuksissa.

Tämä solunsisäinen pitoisuus muistuttaa glukoosin, kaliumin ja kolesterolin pitoisuutta, välttämättömiä elementtejä solurakenteen ja aineenvaihdunnan suhteen.

Joillakin organismeilla on analogisia molekyylejä tai glutationivariantteja. Alkueläinten loiset, jotka vaikuttavat nisäkkäisiin, on muoto, joka tunnetaan nimellä "tripanition", ja joissakin bakteereissa tämä yhdiste korvattuu muilla sulfurisoiduilla molekyyleillä, kuten tiosulfaatti ja glutamilysteiini.

Tietyt kasvilajit ovat glutationin lisäksi homologisia molekyylejä, joilla on muita jätteitä kuin glysiiniä C-terminaalisessa päässä (homoglutaatio), ja joille on ominaista esitellä samankaltaisia ​​toimintoja kuin kyseessä olevan tripéptidin toiminnot.

Huolimatta muiden glutationin kaltaisten yhdisteiden olemassaolosta eri organismeissa, tämä on yksi "tiooleista", joka on suuremmassa pitoisuudessa solunsisäisesti.

Korkea suhde, joka normaalisti on vähentyneen muodon (GSH) ja glutationien hapettuneen muodon (GSSG) välillä, on toinen tämän molekyylin erottuva ominaisuus.

Rakenne

Gressoatio tai L-saksalainen-glutamilis-sisteinyyli-glysiini, kuten nimestä päätetään. Kysteiini- ja glysiinitähteet sitoutuvat toisiinsa yhteisten peptidiyhteyksien kautta, toisin sanoen yhden aminohapon a-karboksyyliryhmän ja toisen a-amino-ryhmän välillä.

Glutamaatin ja kysteiinin välinen yhteys ei kuitenkaan ole tyypillinen proteiinille, koska se tapahtuu glutamaatin R R: n y-karboksyyliosan ja kysteiinin α-amino-ryhmän välillä, joten tätä yhteyttä kutsutaan γ linkki.

Tämän pienen molekyylin molaarimassa on hieman yli 300 g/mol ja y -linkin läsnäolo näyttää olevan ratkaisevan tärkeä tämän peptidin immuniteettille monien aminopeptidaasientsyymien vaikutusta vastaan.

Voi palvella sinua: solidaarisuus lajien välillä

Funktiot

Kuten mainittiin, glutationi on proteiini, joka osallistuu eläinten, kasvien ja tiettyjen prokaryootien lukuisiin soluprosesseihin. Tässä mielessä yleinen osallistumisesi voidaan korostaa:

-Proteiinisynteesi- ja hajoamisprosessit

-DNA: n ribonukleotidiesiasteiden muodostuminen

-Joidenkin entsyymien aktiivisuuden säätely

-Solujen suojaaminen reaktiivisten happilajien (ROS) ja muiden vapaiden radikaalien läsnä ollessa

-Signaalinsiirto

-Geneettinen ekspressio ja sisään

-Ohjelmoitu solun apoptoosi tai kuolema

Koentsyymi

On myös määritetty, että glutationi toimii koentsyyminä monissa entsymaattisissa reaktioissa ja että osa sen tärkeydestä liittyy siihen, mikä on kyvyttömyys kuljettaa aminohappoja y-glutamiili-aminohappojen muodossa solunsisäisesti.

Glutationi, joka voi jättää solun (joka tekee niin vähentyneessä muodossaan), kykenee osallistumaan oksidin vähentämisreaktioihin plasmamembraanin ja ympäröivän soluympäristön läheisyydessä, joka suojaa vaurioiden soluja erityyppisten hapettumisaineiden edessä.

Kysteiinin varastointi

Tämä tripéptido toimii myös kysteiinin varastointilähteenä ja myötävaikuttaa proteiinisulfhydhyliryhmien vähentyneen tilan ylläpitämiseen proteiinien hemo -ryhmän HEMO -ryhmän sisällä, jotka sisältävät mainitun kofaktoria.

Proteiinin taittuminen

Kun osallistuu proteiinien laskostumiseen, sillä näyttää olevan tärkeä tehtävä disulfidisiltojen pelkistävänä aineena, jotka ovat muodostuneet sopimattomasti proteiinirakenteisiin, mikä johtuu yleensä altistumisesta hapettaville aineille, kuten happea, vetyperoksidia, peroksinitriittiä ja joitain superoksideja.

Toiminto punasoluissa

Erytrosyyteissä entsyymi reduktaasin glutationien peroksidaasin tuottama vähentynyt glutationi (GSH), joka tuottaa hapettunutta vettä ja glutationia (GSSG).

Vetyperoksidin hajoaminen ja sen vuoksi sen kertymisen ehkäisy punasoluissa pidentää näiden solujen käyttöikää, koska se välttää solukalvossa voi tapahtua oksidatiivisia vaurioita ja joka voi päättyä hemolyysiin.

Ksenobioottinen aineenvaihdunta

Glutationi on myös tärkeä päähenkilö ksenobioottisessa aineenvaihdunnassa S-siirron glutationientsyymivaikutuksen ansiosta, joka tuottaa glutationikonjugaatteja, jotka voivat sitten olla solunsisäisesti metaboloidut.

Se on viisasta.

Solujen hapettava tila

Koska glutationi on olemassa kahdessa muodossa, pelkistetty ja yksi hapettu, molempien molekyylien välinen suhde määrittää solujen redox -tilan. Jos GSH/GSSG -suhde on suurempi kuin 100, soluja pidetään terveinä, mutta jos se on lähellä 1 tai 10, voi olla indikaattori, että solut ovat oksidatiivisen stressin tilassa.

Biosynteesi

Tripideidi-glutatio syntetisoidaan solun sisällä, sekä kasvit että eläimet, kahden entsyymin vaikutuksella: (1) y-glutamiltstiinisyntetaasi ja (2) syntetaasi glutationi (GSH-syntetaasi), kun taas sen hajoaminen tai ”hajoaminen” riippuu vaikutuksesta y-glutamiilitranspeptidaasientsyymin y-glutamiili.

Kasvi -organismeissa jokainen entsyymi koodaa yksi geeni ja puutteet missä tahansa proteiinissa tai niiden koodausgeeneissä voivat aiheuttaa letaalisuutta alkioissa.

Voi palvella sinua: fylogeny

Ihmisessä, kuten muissa nisäkkäissä, synteesin ja glutationien viennin pääpaikka.

Synteesi Novo glutationista, niiden uudistamisesta tai kierrätyksestä, vaatii ATP: n energiaa.

Vähentynyt glutationi (GSH)

Vähentynyt glutationi on peräisin aminohappojen glysiinistä, glutamaatista ja kysteiinistä, kuten jo mainittiin, ja sen synteesi alkaa glutamaatin (ryhmän R) y-karboksyyliryhmän aktivoinnilla (ATP) asyylifosfaattivälijän muodostumiseksi, asyylifosfaattivälittäjälle, Kysteiinin a-amino-ryhmä hyökkää siihen.

Tätä kahden aminohapon ensimmäisen kondensaatioreaktiota katalysoi y-glutamiltsisteiinisyntetaasi, ja siihen vaikuttaa yleensä aminohappojen glutamaatin ja kysteiinin solunsisäinen saatavuus.

Näin muodostettu dipéptide tiivistetään myöhemmin glysiinimolekyylillä syntetaasi GSH: n vaikutuksen ansiosta. Tämän reaktion aikana tapahtuu myös kysteiinin a-karboksyyliryhmän ATP.

Hapettunut glutationi (GSSG)

Kun pelkistetty glutationi osallistuu oksidien vähentämisreaktioihin, hapettunut muoto koostuu tosiasiallisesti kahdesta glutationimolekyylistä, jotka on kiinnitetty toisiinsa disulfuriltojen kautta; Tästä syystä ruosteinen muoto lyhennetään lyhenteellä "GSSG".

Hapettuneiden glutationin hapettuneiden lajien muodostuminen riippuu entsyymistä, joka tunnetaan nimellä peroksidaasi tai GSH -peroksidaasi, joka on peroksidaasi, joka sisältää selenosysteiinin (kysteiinitähde, joka sen sijaan, että rikiatomilla on yksi seleni. asettaa omaisuus.

Hapettuneiden ja vähentyneiden muotojen välinen käännös annetaan GSSG -reduktaasin tai reduktaasin glutationin osallistumisen ansiosta.

Saannisi edut

Glutatioionia voidaan antaa suun kautta tapahtuvaa, ajankohtaista, laskimonsisäistä, nenänsisäistä tai sumuttua, jotta niiden systeemistä pitoisuutta voidaan lisätä potilailla, jotka kärsivät hapettumisstressistä, esimerkiksi.

Syöpä

Oraalisen glutationien antamisen suhteen suoritetut tutkimukset viittaavat siihen, että sen saanti voi vähentää suun syöpätilan riskejä ja että oksidatiivisten kemoterapeuttisten lääkkeiden kanssa annetaan vähentävät hoidon negatiivisia vaikutuksia syöpäpotilailla.

HIV

Yleensä potilailla, jotka ovat tartunnan saaneet immuunikatoviruksella (HIV), on solunsisäiset glutationin puutteet sekä punasoluissa että T -soluissa ja monosyyteissä, mikä on niiden oikea toiminta.

Morrisin ja yhteistyökumppaneiden tekemässä tutkimuksessa osoitettiin, että glutationin tarjonta HIV -positiivisten potilaiden makrofageille paransi huomattavasti näiden solujen toimintaa, etenkin infektioiden edessä, joilla on opportunistisia patogeenejä, kuten esimerkiksi M. tuberkuloosi.

Lihastoiminta

Muut tutkimukset liittyvät lihasten supistuvan aktiivisuuden, antioksidatiivisen puolustuksen ja hapettumisvaurioiden paranemiseen, jotka aiheutuvat vasteena iskemian/reperfuusiovaurioiden jälkeen GSH: n suun kautta antamisen jälkeen fyysisen resistenssin koulutuksen aikana.

Maksapatologia

On katsottu puolestaan, että sen laskimonsisäinen sato tai antaminen on toiminnot jonkin tyyppisten syöpätyyppien etenemisen estämisessä ja tiettyjen maksapatologioiden seurauksena tapahtuvien soluvaurioiden vähentämisessä.

Voi palvella sinua: välttämättömät rasvahapot: toiminnot, merkitys, nimikkeistö, esimerkit

Antioksidantti

Vaikka ihmisen potilailla ei ole tehty kaikkia ilmoitettuja tutkimuksia, mutta yleensä nämä ovat testejä eläinmalleissa (yleensä hiiren), joissakin kliinisissä tutkimuksissa saadut tulokset väittävät eksogeenisen glutationin tehokkuuden antioksidanttina.

Tästä syystä sitä käytetään kaihien ja glaukooman hoitoon ”ikääntymistä estäväksi” tuotteeksi hepatiitin, lukuisten sydänsairauksien, muistin menetyksen ja immuunijärjestelmän vahvistamiseen sekä puhdistuksen jälkeen jälkeen Myrkytys raskasmetalleilla ja huumeilla.

"Imeytyminen"

Eksogeenisesti annettu glutathión ei pääse soluihin, ellei se ole hydrolysoitu niiden ainesosien aminohappoihin. Siksi tämän yhdisteen antamisen (oraalisen tai laskimonsisäisen) välitön vaikutus on GSH: n solunsisäisen konsentraation lisääntyminen tarvittavien aminohappojen vaikutuksen ansiosta niiden synteesistä, jotka voidaan tehokkaasti kuljettaa sytosoliin.

Sivuvaikutukset

Vaikka katsotaan, että glutationin saanti on "turvallista" tai vaaratonta, niiden sivuvaikutuksia ei ole suoritettu tarpeeksi tutkimuksia.

Kuitenkin harvoista ilmoitetuista tutkimuksista tiedetään, että sillä voi olla kielteisiä vaikutuksia, jotka johtuvat vuorovaikutuksesta muiden lääkkeiden kanssa ja jotka voivat olla haitallisia terveydelle erilaisissa fysiologisissa tilanteissa.

Jos sitä otetaan pitkällä aikavälillä, näyttää siltä, ​​että sinkkitasot vähenevät liiallisesti.

Viitteet

1. Allen, J., & Bradley, R. (2011). Suun kautta tapahtuvan glutationin vaikutukset. Lehti vaihtoehtoisesta ja täydentävästä lääketieteestä, 17(9), 827-833.
2. Conklin, k. -Lla. (2009). Ruokavalion antioksidantit syöpäkemoterapian aikana: vaikutus kemoterapeuttiseen tehokkuuteen ja sivuvaikutusten kehitykseen. Ravitsemus ja syöpä, 37(1), 1-18.
3. Meister, a. (1988). Glutationin aineenvaihdunta ja sen selektiivinen modifikaatio. Biologisen kemian lehti, 263(33), 17205-17208.
4. Meister, a., & Anderson, M. JA. (1983). Glutationi. Lupa. Biokemia., 52, 711-760.
5. Morris, D., Sota, c., Khurasany, M., Guilford, f., & Saviola, b. (2013). Glutationa -täydentämisen parantaminen makrofagitoiminnot HIV: ssä. Lehti interferon- ja sytokiinitutkimus, yksitoista.
6. Murray, r., Taivutus, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Harperin kuvitettu biokemia (28. ed.-A. McGraw-Hill Medical.
7. Nelson, D. Lens., & Cox, M. M. (2009). Lehninger -biokemian periaatteet. Omega -versiot (5. ed.-A. https: // doi.org/10.1007/S13398-014-0173-7.2
8. Noctor, g., Mhamdi, a., Chaouch, S., Han, ja. Yllyttää., Neukermans, J., Marquez-Garcia, b.,... ete, c. H. (2012). Glutationi kasveissa: integroitu yleiskatsaus. Kasvi, solu ja ympäristö, 35, 454-484.
9. Pizzorno, j. (2014). Glutationi! Tutkintalääketiede, 13(1), 8-12.
10. Qanungo, S., Starke, D. W -., Pai, h. V, myal, j. J -., & Nieminen,. (2007). Glutationi. Biologisen kemian lehti, 282(25), 18427-18436.
11. Ramires, P. R -., & Ji, l. Lens. (2001). Glutationa-täydentäminen ja koulutus lisäävät sydänlihaksen vastustuskykyä iskemia-reperfuusioon in vivo. Lupa. J -. Fysioli. Sydämen ympyrä. Fysioli., 281, 679-688.
12. Sies, h. (2000). Glutationi ja sen rooli solutoiminnoissa. Vapaa radikaali biologia ja lääketiede r, 27(99), 916-921.
13. Wu, g., Ja., Yang, s., Lupton, J. R -., & Turner, N. D -d. (2004). Glutationien aineenvaihdunta ja sen vaikutukset terveyteen. Amerikkalainen ravitsemustieteiden yhdistys, 489-492.