Glutationegenskaper, struktur, funktioner, biosyntes

han Glutation (Gsh) Det är en liten tripeptidmolekyl (med endast tre icke -proteinavfall) som deltar i många biologiska fenomen såsom enzymatisk mekanik, makromolekyler biosyntes, mellanhandsmetabolism, syre -toxicitet, intracellulär transport, etc.

Denna lilla peptid, närvarande i djur, i växter och i vissa bakterier, övervägs som en "buffert" oxideduktor, eftersom det är en av de viktigaste föreningar med låg molekylvikt som innehåller svavel och saknar toxicitet i samband med cysteinrester.

Molekylär struktur av glutation (källa: Claudio Pistilli [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/4.0)] via Wikimedia Commons)

Vissa sjukdomar hos människor har associerats med bristen på specifika enzymer av glutationmetabolism, och detta beror på deras flera funktioner i upprätthållandet av kroppshomeostas.

Undernäring, oxidativ stress och andra patologier som människor lidit kan bevisas som en drastisk minskning av glutation, så det är ibland en bra indikator på kroppens systems tillstånd.

För växter, på samma sätt, är glutation en oumbärlig faktor för dess tillväxt och utveckling, eftersom den också uppfyller funktioner i flera biosyntetiska vägar och är avgörande för cellavgiftning och intern homeostas, där den fungerar som en kraftfull antioxidant.

[TOC]

Egenskaper

De första studierna som genomfördes i förhållande till den subcellulära platsen för glutation visade att den finns i mitokondrierna. Därefter observerades det också i regionen motsvarande kärnmatrisen och i peroxisomer.

För närvarande är det känt att facket där dess koncentration är mer riklig är i cytosol, eftersom det aktivt produceras och transporteras till andra cellfack som mitokondrier.

I däggdjursceller är glutationkoncentrationen inom millimolområdet, medan i blodplasma finns dess reducerade form (GSH) i mikromolära koncentrationer.

Denna intracellulära koncentration liknar koncentrationen av glukos, kalium och kolesterol, oumbärliga element för cellulär struktur och metabolism.

Vissa organismer har analoga molekyler eller glutationvarianter. Protozoanparasiter som påverkar däggdjur har en form som kallas "tripanotion" och i vissa bakterier ersätts denna förening av andra svaveliserade molekyler såsom tiosulfat och glutamilcystein.

Vissa växter arter har, utöver glutation, homologa molekyler som har avfall annat än glycin vid den C-terminala änden (homoglutation), och som kännetecknas av att presentera funktioner som liknar tripéptiden i fråga.

Trots förekomsten av andra föreningar som liknar glutation i olika organismer är detta en av de "thioles" som är i större koncentration intracellulärt.

Den höga förhållandet som normalt finns mellan den reducerade formen (GSH) och den oxiderade formen (GSSG) av glutation är en annan distinkt egenskap hos denna molekyl.

Strukturera

Gutation eller L-tysk-glutamil-cisteinyl-glycin, som namnet antyder, består av tre aminosyravfall: L-glutamat, L-cystein och glycin. Cystein- och glycinrester binder till varandra genom vanliga peptidlänkar, det vill säga mellan a-karboxylgruppen av en aminosyra och a-aminogruppen hos den andra.

Länken mellan glutamat och cystein är emellertid inte typiskt för protein, eftersom det inträffar mellan y-karboxyldelen av gruppen R i glutamatet och a-amino-gruppen i cysteinet, så denna länk är den kallas y-γ länk.

Denna lilla molekyl har en molmassa av drygt 300 g/mol och närvaron av y -länken verkar vara avgörande för immuniteten hos denna peptid mot verkan av många aminopeptidasenzymer.

Kan tjäna dig: solidaritet mellan arter

Funktioner

Som nämnts är glutation ett protein som deltar i många cellulära processer av djur, växter och vissa prokaryoter. I detta avseende kan ditt allmänna deltagande lyfts fram i:

-Proteinsyntes och nedbrytningsprocesser

-Bildningen av ribonukleotidprekursorer för DNA

-Regleringen av aktiviteten hos vissa enzymer

-Skyddet av celler i närvaro av reaktiva syrearter (ROS) och andra fria radikaler

-Signaltransduktion

-Genetiskt uttryck och i

-Programmerad cellapoptos eller död

Koenzym

Det har också fastställts att glutation fungerar som koenzym i många enzymatiska reaktioner, och att en del av dess betydelse är relaterad till vad som har kapacitet att transportera aminosyror i form av y-glutamilaminosyror intracellulärt.

Glutation som kan lämna cellen (som gör det i sin reducerade form) kan delta i oxidreduktionsreaktioner i närheten av plasmamembranet och den omgivande cellmiljön, som skyddar skador celler framför olika slags oxiderande medel.

Cysteinlagring

Denna tripéptido fungerar också som en cysteinlagringskälla och bidrar till underhållet av det reducerade tillståndet för proteinsulfhydhylgrupperna i hemo -gruppen i hemo -gruppen av proteinerna som innehåller nämnda cofaktor.

Proteinvikning

När man deltar i proteinfoldning verkar det ha en viktig funktion som ett reducerande medel för disulfidbroar som har bildats på ett felaktigt sätt i proteinstrukturer, vilket vanligtvis beror på exponering för oxiderande medel såsom syre, väteperoxid, peroxinitrit och vissa superoxider.

Funktion i erytrocyter

I erytrocyter produceras den reducerade glutation (GSH) av enzymreduktas glutationperoxidas, som producerar oxiderat vatten och glutation (GSSG).

Nedbrytningen av väteperoxid och därför förebyggande av dess ansamling i erytrocyter, förlänger livstiden för dessa celler, eftersom den undviker oxidativ skada som kan uppstå i cellmembranet och som kan sluta i hemolys.

Xenobiotisk metabolism

Glutation är också en viktig huvudperson i xenobiotisk metabolism, tack vare S-transferasful glutationenzymverkan som genererar glutationkonjugat som sedan kan intracellulärt metaboliseras.

Det är klokt.

Oxidativt tillstånd av celler

Eftersom glutation finns i två former, en reducerad och en oxiderad, bestämmer förhållandet mellan båda molekylerna redoxtillståndet för celler. Om GSH/GSSG -förhållandet är större än 100, anses cellerna vara friska, men om det är nära 1 eller 10 kan det vara en indikator på att cellerna är i ett tillstånd av oxidativ stress.

Biosyntes

Tripideide-glutati syntetiseras inuti cellulärt, både växter och djur, genom verkan av två enzymer: (1) det y-glutamilcistinsyntetaset och (2) syntetas glutation (GSH-syntetas), medan dess nedbrytning eller "decomposition" beror på verkan av y-glutamiltranspeptidasenzymet.

I växtorganismer kodas var och en av enzymerna av en enda gen och defekter i något av proteinerna eller deras kodande gener kan orsaka dödlighet i embryon.

Kan tjäna dig: fylogeni

Hos människan, som hos andra däggdjur, är det huvudsakliga platsen för syntes och export av glutationfråga.

Syntes novo av glutation, deras förnyelse eller återvinning, kräver energi från ATP för att inträffa.

Reducerad glutation (GSH)

Den reducerade glutation härstammar från aminosyrorna glycin, glutamat och cystein, såsom redan nämnts, och dess syntes börjar med aktiveringen (med ATP) för y-karboxylgruppen av glutamat (av gruppen R) för att bilda en acylfosfatföräldrare, som den attackeras av a-amino-gruppen i cystein.

Denna första kondensationsreaktion av två aminosyror katalyseras av y-glutamilcisteinsyntetaset och påverkas vanligtvis av den intracellulära tillgängligheten av aminosyrorna glutamat och cystein.

Dipéptiden som således bildas kondenseras därefter med en glycinmolekyl tack vare verkan av syntetas GSH. Under denna reaktion inträffar också en ATP-aktivering av a-karboxylgruppen i cysteinet för att bilda en fosfatacyl och därmed gynna reaktionen med glycinresten.

Oxiderad glutation (GSSG)

När den reducerade glutationet deltar i oxidreduktionsreaktioner, består den oxiderade formen faktiskt av två glutationmolekyler fästa vid varandra genom disulfur broar; Det är av denna anledning som den rostiga formen förkortas med förkortningen "GSSG".

Bildningen av den oxiderade arter av glutation beror på ett enzym som kallas men peroxidas eller GSH -peroxidas, som är en peroxidas som innehåller en selenocystein (en cysteinrest som istället för att ha en svavelatom har en av selen) i dess placera tillgången.

Samkonversionen mellan oxiderade och reducerade former ges tack vare deltagande av ett GSSG -reduktas eller reduktas glutation.

Fördelar med ditt intag

Glutation kan administreras oral, aktuell, intravenös, intranasal eller nebuliserad för att öka deras systemiska koncentration hos patienter som lider av oxidativ stress, till exempel.

Cancer

Undersökningar som utförs med avseende på den orala glutationadministrationen antyder att dess intag kan minska riskerna för oralt cancertillstånd och att, administrerat tillsammans med oxidativ kemoterapeutik, minskar de negativa effekterna av terapi hos cancerpatienter.

Hiv

Generellt sett har patienter infekterade med det förvärvade immunbristviruset (HIV) intracellulära glutationbrister både i röda blodkroppar och i T -celler och monocyter, vilket villkorar deras korrekta fungerar.

I en studie utförd av Morris och kollaboratörer visades det att tillförseln av glutation till makrofager från HIV -positiva patienter förbättrade funktionen hos dessa celler, särskilt inför infektioner med opportunistiska patogener som såsom som M. tuberkulos.

Muskelaktivitet

Andra studier har att göra med förbättringen av den kontraktila aktiviteten hos muskler, antioxidativt försvar och oxidativ skada orsakad som svar på ischemi/reperfusionsskador efter GSH: s orala administration under fysisk resistensutbildning.

Leverpatologier

Det har i sin tur beaktats att dess intravenösa intag eller administration har funktioner i förebyggandet av framstegen för vissa typer av cancer och i minskning av cellskador som uppstår till följd av vissa leverpatologier.

Kan tjäna dig: väsentliga fettsyror: funktioner, betydelse, nomenklatur, exempel

Antioxidant

Även om inte alla rapporterade studier har genomförts hos mänskliga patienter, men vanligtvis är det tester i djurmodeller (i allmänhet murina), hävdar resultaten i vissa kliniska studier effektiviteten hos den exogena glutation som antioxidant.

Av denna anledning används den för behandling av grå starr och glaukom, som en "anti-aging" -produkt, för behandling av hepatit, många hjärtsjukdomar, minnesförlust och för att stärka immunsystemet och för rening efter efter förgiftning med tungmetaller och droger.

"Absorption"

Glutathión som administreras exogent kan inte komma in i cellerna såvida det inte hydrolyseras till deras beståndsdelaminosyror. Därför är den direkta effekten av administrationen (oral eller intravenös) av denna förening ökningen av GSH: s intracellulära koncentration tack vare bidraget från de nödvändiga aminosyrorna för deras syntes, som effektivt kan transporteras till cytosolen.

Bieffekter

Även om det anses att glutationintaget är "säkert" eller ofarligt, har inte tillräckligt med studier på deras biverkningar genomförts.

Av de få rapporterade studierna är det emellertid känt att det kan ha negativa effekter som är resultatet av interaktion med andra läkemedel och som kan vara skadligt för hälsan i olika fysiologiska sammanhang.

Om det tas på lång sikt verkar det som om zinknivåer fungerar i överdriven minskning.

Referenser

1. Allen, J., & Bradley, r. (2011). Effekter av oral glutation. Journal of Alternative and Complementary Medicine, 17(9), 827-833.
2. Conklin, k. TILL. (2009). Kostantioxidanter under cancerkemoterapi: Påverkan på kemoterapeutisk effektivitet och utveckling av biverkningar. Näring och cancer, 37(1), 1-18.
3. Meister, A. (1988). Glutationmetabolism och dess selektiva modifiering. Journal of Biologic Chemistry, 263(33), 17205-17208.
4. Meister, A., & Anderson, m. OCH. (1983). Glutation. Ann. Rev Biochem., 52, 711-760.
5. Morris, D., Krig, c., Khurasany, m., Guilford, f., & Saviola, f. (2013). Glutathiona -tilläggsförbättringsmakrofagfunktioner i HIV. Journal of Interferon & Cytokine Research, elva.
6. Murray, r., Bender, D., Botham, K., Kennelly, s., Rodwell, V., & Weil, s. (2009). Harpers illustrerade biokemi (28: e upplagan.). McGraw-Hill Medical.
7. Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2009). Lehninger principer för biokemi. Omega -utgåvor (5: e upplagan.). https: // doi.org/10.1007/S13398-014-0173-7.2
8. Noctor, g., Mhamdi, a., Chaouch, s., Han och. Yo., Neukermans, J., Marquez-Garcia, f.,... foajé, c. H. (2012). Glutation i växter: En integrerad översikt. Växt, cell och miljö, 35, 454-484.
9. Pizzorno, j. (2014). Glutation! Utredningsmedicin, 13(1), 8-12.
10. Qanungo, s., Starke, D. W., Pai, h. V, myyal, j. J., & Nieminen, till. (2007). Glutation. Journal of Biologic Chemistry, 282(25), 18427-18436.
11. Ramires, s. R., & Ji, l. L. (2001). Glutationstillskott och träning ökar myokardiell motstånd mot ischemi-reperfusion in vivo. Ann. J. Fysiol. Hjärta cirk. Fysiol., 281, 679-688.
12. Sys, h. (2000). Glutation och dess roll i cellulära funktioner. Fri radikal biologi och medicin r, 27(99), 916-921.
13. Wu, g., Fang och., Yang, s., Lupton, J. R., & Turner, n. D. (2004). Glutationmetabolism och dess konsekvenser för hälsan. American Society for Nutritional Sciences, 489-492.