Glutačné charakteristiky, štruktúra, funkcie, biosyntéza

On Glutatión (GSH) Je to malá molekula tripeptidu (iba s tromi neproteínovými odpadmi), ktorá sa podieľa na mnohých biologických javoch, ako je enzymatická mechanika, biosyntéza makromolekulov, sprostredkovateľský metabolizmus, kyslíková toxicita, intracelulárny transport atď.

Tento malý peptid, prítomný u zvierat, v rastlinách a v niektorých baktériách, sa uvažuje ako A “vyrovnávacia pamäť Oxid-reduktor, pretože je jednou z hlavných zlúčenín s nízkou molekulovou hmotnosťou, ktorá obsahuje síru a nemá toxicitu spojenú s cysteínovými zvyškami.

Molekulárna štruktúra glutatiónu (Zdroj: Claudio Pistilli [CC By-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/4.0)] Via Wikimedia Commons)

Niektoré choroby u ľudí boli spojené s nedostatkom špecifických enzýmov metabolizmu glutatiónu, a to je kvôli ich viacnásobným funkciám pri udržiavaní tela homeostázy.

Podvýživa, oxidačný stres a iné patológie, ktoré trpia ľudskými bytosťami.

V prípade rastlín je glutatión rovnakým spôsobom nevyhnutným faktorom pre jeho rast a vývoj, pretože tiež plní funkcie vo viacerých biosyntetických dráhach a je nevyhnutný pre detoxikáciu buniek a vnútornú homeostázu, kde pôsobí ako silný antioxidant.

[TOC]

Charakteristika

Prvé štúdie uskutočnené vo vzťahu k subcelulárnej polohe glutatiónu preukázali, že je prítomný v mitochondriách. Následne sa pozorovalo aj v oblasti zodpovedajúcej jadrovej matrici a peroxizóm.

V súčasnosti je známe, že kompartment, v ktorom je jeho koncentrácia hojnejšia, je v cytosóle, pretože sa aktívne vyrába a transportuje do iných bunkových kompartmentov, ako je mitochondria.

V cicavčích bunkách je koncentrácia glutatiónu v rozmedzí mililolov, zatiaľ čo v krvnej plazme sa jeho redukovaný tvar (GSH) nachádza v mikrromolárnych koncentráciách.

Táto intracelulárna koncentrácia pripomína koncentráciu glukózy, draslíka a cholesterolu, nevyhnutné prvky pre bunkovú štruktúru a metabolizmus.

Niektoré organizmy majú analógové molekuly alebo varianty glutatiónu. Protozoanské parazity, ktoré postihujú cicavce, majú formu známe ako „tripanotion“ av niektorých baktériách je táto zlúčenina nahradená ďalšími sírnymi molekulami, ako je tiosulfát a glutamilcysteín.

Niektoré druhy rastlín majú okrem glutatiónu homológne molekuly, ktoré majú na konci C-konca C-terminály (homoglutácia), a ktoré sa vyznačujú prítomným funkciám podobným ako v prípade tripéptid.

Napriek existencii iných zlúčenín podobných glutatiónu v rôznych organizmoch je to jedna z „tiol“, ktorá je vo väčšej koncentrácii intracelulárne.

Vysoký vzťah, ktorý normálne existuje medzi redukovanou formou (GSH) a oxidovanou formou (GSSG) glutatia, je ďalšou výraznou charakteristikou tejto molekuly.

Štruktúra

Gutácia alebo L-German-glutamil-cisteinyl-glycín, ako už názov napovedá, sa skladá z troch aminokyselinových odpadov: L-glutamát, L-cysteín a glycín. Cysteín a zvyšky glycínu sa navzájom viažu prostredníctvom bežných peptidových väzieb, to znamená medzi a-karboxylovou skupinou jednej aminokyseliny a a-amino skupinou druhej.

Prepojenie medzi glutamátom a cysteínom však nie je typické pre proteín, pretože sa vyskytuje medzi y-karboxylovou časťou skupiny R glutamátu a a-amino skupinou cysteínu, takže toto spojenie je nazývané y y prepojiť.

Táto malá molekula má molárnu hmotnosť o niečo viac ako 300 g/mol a zdá sa, že prítomnosť y spojenia je rozhodujúca pre imunitu tohto peptidu proti účinku mnohých enzýmov aminopeptidázy.

Môže vám slúžiť: solidarita medzi druhmi

Funkcia

Ako už bolo spomenuté, glutatión je proteín, ktorý sa podieľa na mnohých bunkových procesoch zvierat, rastlín a určitých prokaryotov. V tomto zmysle možno vašu všeobecnú účasť zvýrazniť v:

-Procesy syntézy a degradácie proteínov

-Tvorba ribonukleotidových prekurzorov DNA

-Regulácia aktivity niektorých enzýmov

-Ochrana buniek v prítomnosti reaktívnych druhov kyslíka (ROS) a iných voľných radikálov

-Prenos signálu

-Genetická expresia a v

-Programovaná apoptóza alebo smrť

Koenzým

Zistilo sa tiež, že glutatión funguje ako koenzým v mnohých enzymatických reakciách a že časť jeho významu súvisí s tým, čo má schopnosť transportovať aminokyseliny vo forme y-glutamilových aminokyselín intracelulárne.

Glutatión, ktorý môže opustiť bunku (ktorá tak robí v jej zníženej forme), je schopná zúčastniť sa na oxidových redukčných reakciách v blízkosti plazmatickej membrány a okolitého bunkového prostredia, ktoré chráni poškodenie buniek pred rôznymi druhmi oxidačných činidiel.

Cysteín

Tento Tripéptido tiež funguje ako zdroj skladovania cysteínu a prispieva k udržiavaniu zníženého stavu proteínových sulfhydhylových skupín vo vnútri skupiny Hemo skupiny proteínov HEMO, ktoré obsahujú uvedenú kofaktor.

Skladanie proteínov

Pri účasti na skladaní proteínov sa zdá, že má dôležitú funkciu ako redukčné činidlo disulfidových mostov, ktoré boli nevhodne tvorené v proteínových štruktúrach, ktoré sú zvyčajne spôsobené expozíciou oxidačným činidlám, ako je kyslík, peroxid vodíka, peroxinitrit a niektoré superoxididy.

Funkcia v erytrocytoch

V erytrocytoch redukovaný glutatión (GSH) produkovaný enzýmom reduktázou glutatiónovou peroxidázou, ktorá produkuje oxidovanú vodu a glutatión (GSSG).

Rozklad peroxidu vodíka, a preto prevencia jeho akumulácie v erytrrocytoch, predlžuje životnosť týchto buniek, pretože sa vyhýba oxidačnému poškodeniu, ktoré sa môže vyskytnúť v bunkovej membráne a ktoré môže končiť hemolýzou.

Xenobiotický metabolizmus

Glutation je tiež dôležitým protagonistom v xenobiotickom metabolizme, vďaka S-transferujúcej aktive glutatión, ktorý vytvára glutatión konjugáty, ktoré potom môžu byť intracelulárne metabolizované.

Je to múdre.

Oxidačný stav buniek

Pretože glutatión existuje v dvoch formách, redukovaný a jeden oxidovaný, vzťah medzi oboma molekulami určuje redoxný stav buniek. Ak je pomer GSH/GSSG väčší ako 100, bunky sa považujú za zdravé, ale ak sú blízko 1 alebo 10, môže to byť indikátorom, že bunky sú v stave oxidačného stresu.

Biosyntéza

Tripideid glutatia je syntetizovaný vo vnútri bunkových rastlín, tak aj zvieratám pôsobením dvoch enzýmov: (1) y-glutamilcistínovej syntetázy a (2) syntetázy glutatión (GSH syntetázy), zatiaľ čo jeho degradácia alebo „rozklad“ závisí od akčnej činnosti y-glutamilu transpeptidázového enzýmu.

V rastlinných organizmoch je každý z enzýmov kódovaný jediným génom a defektmi v ktoromkoľvek z proteínov alebo ich kódovacích génov môže spôsobiť letalitu v embryách.

Môže vám slúžiť: fylogénia

V ľudskej bytosti, rovnako ako u iných cicavcov, hlavné miesto syntézy a vývozu glutatiónovej otázky.

Syntéza novo glutatiónu, ich regenerácie alebo recyklácia, vyžaduje, aby sa vyskytla energia z ATP.

Znížený glutatión (GSH)

Znížená glutation pochádza z aminokyselín glycín, glutamát a cysteín, ako už bolo spomenuté, a jeho syntéza začína aktiváciou (pomocou ATP) y-karboxylovej skupiny glutamátu (skupiny R), aby vytvorila acylovo fosfát medziprodukt na ktorú je napadnutá a-amino skupinou cysteínu.

Táto prvá kondenzačná reakcia dvoch aminokyselín je katalyzovaná y-glutamilcisteínskou syntetázou a je zvyčajne ovplyvnená intracelulárnou dostupnosťou glutamátu aminokyselín a cysteín.

Takto vytvorený dipéptid je následne kondenzovaný molekulami glycínu vďaka pôsobeniu syntetázy GSH. Počas tejto reakcie dochádza aj k aktivácii ATP a-karboxylovej skupiny cysteínu, za vzniku fosfátového acylu, a teda uprednostňuje reakciu s glycínovým zvyškom.

Oxidovaný glutatión (GSSG)

Keď sa redukovaný glutatión podieľa na oxid-redukčných reakciách, oxidovaná forma sa skutočne skladá z dvoch molekúl glutatiónu pripevnených k sebe navzájom prostredníctvom disulfurového mostov; Z tohto dôvodu je hrdzavá forma skrátená skratkou „GSSG“.

Tvorba oxidovaného druhu glutatiónu závisí od enzýmu známeho ako peroxidáza alebo gsh peroxidáza, ktorá je peroxidáza, ktorá obsahuje selenocysteín (cysteínový zvyšok, ktorý namiesto atómu sulfur má jeden zo selieniu) umiestňovať.

Interkonverzia medzi oxidovanými a redukovanými formami sa podáva vďaka účasti GSSG reduktázy alebo reduktázy.

Výhody vášho príjmu

Glutation sa môže podávať orálne, lokálne, intravenózne, intranazálne alebo nebulizované, aby sa napríklad zvýšila ich systémová koncentrácia u pacientov trpiacich oxidačným stresom.

Rakovina

Vyšetrovania vykonané s ohľadom na orálne podávanie glutatík naznačujú, že jeho príjem môže znížiť riziko stavu rakoviny orálny.

HIV

Všeobecne platí, že pacienti infikovaní vírusom získaného imunodeficiencie (HIV) majú intracelulárne nedostatky glutatiónu v červených krvinkách aj v T bunkách a monocytoch, ktoré podmienky ich správne fungujú.

V štúdii, ktorú uskutočnili Morris a spolupracovníci, sa ukázalo, že dodávka glutatiónu do makrofágov od HIV pozitívnych pacientov výrazne zlepšila funkciu týchto bunie M. tuberkulóza.

Svalová aktivita

Iné štúdie súvisia so zlepšením kontraktilnej aktivity svalov, antioxidačnej obrany a oxidačným poškodením spôsobeným v reakcii na ischémiu/reperfúzne lézie po orálnom podaní GSH počas tréningu fyzického odporu počas tréningu fyzického rezistencie.

Patológia pečene

Na druhej strane sa uvažovalo o tom, že jeho intravenózny príjem alebo podávanie má funkcie pri prevencii pokroku niektorých typov rakoviny a pri znižovaní poškodenia buniek, ktoré sa vyskytuje v dôsledku určitých patológií pečene.

Môže vám slúžiť: esenciálne mastné kyseliny: funkcie, dôležitosť, nomenklatúra, príklady

Antioxidant

Aj keď nie všetky hlásené štúdie sa uskutočňovali u ľudských pacientov, ale zvyčajne ide o testy na zvieracích modeloch (všeobecne myšacích), výsledky získané v niektorých klinických štúdiách potvrdzujú účinnosť exogénneho glutatiónu ako antioxidantu.

Z tohto dôvodu sa používa na liečbu katarakty a glaukómu, ako „proti starnutím“ produktu, na liečbu hepatitídy, početných srdcových chorôb, straty pamäte a na posilnenie imunitného systému a na čistenie po tom Otrava ťažkými kovmi a drogami.

„Absorpcia“

Glutatión podávaný exogénne nemôže vstúpiť do buniek, pokiaľ nie je hydrolyzovaný svojim zložkovým aminokyselinám. Preto priamym účinkom podania (orálneho alebo intravenózneho) tejto zlúčeniny je zvýšenie intracelulárnej koncentrácie GSH vďaka prínosu potrebných aminokyselín pre ich syntézu, ktorá sa môže účinne transportovať do cytosolu.

Vedľajšie účinky

Aj keď sa predpokladá, že príjem glutatiónu je „bezpečný“ alebo neškodný, nevykonalo sa dostatok štúdií o ich vedľajších účinkoch.

Z niekoľkých hlásených štúdií je však známe, že môže mať negatívne účinky, ktoré sú výsledkom interakcie s inými liekmi a ktoré môžu byť škodlivé pre zdravie v rôznych fyziologických kontextoch.

Ak sa to užíva z dlhodobého hľadiska, zdá sa, že hladiny zinku pôsobia v nadmernom poklese.

Odkazy

1. Allen, J., & Bradley, R. (2011). Účinky perorálnej glutatície. Časopis alternatívnej a doplnkovej medicíny, 17(9), 827-833.
2. Conklin, k. Do. (2009). Antioxidanty v strave počas chemoterapie rakoviny: Vplyv na chemoterapeutickú účinnosť a vývoj vedľajších účinkov. Výživa a rakovina, 37(1), 1-18.
3. Meister, a. (1988). Metabolizmus glutatiónu a jeho selektívna modifikácia. The Journal of Biological Chemistry, 263(33), 17205-17208.
4. Meister, a., & Anderson, M. A. (1983). Glutatión. Postihnúť. Biochem rev., 52, 711-760.
5. Morris, D., Vojna c., Khurasany, m., Guilford, f., & Saviola, b. (2013). Makrofágové funkcie makrofágov v HIV. Journal of Interferon & Cytokine Research, jedenásť.
6. Murray, r., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Harperova ilustrovaná biochémia (28. ED.). McGraw-Hill Medical.
7. Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2009). Lehninger princípy biochémie. Vydanie omega (5. vydanie.). https: // doi.org/10.1007/S13398-014-0173-7.2
8. Noctor, G., Mhamdi, a., Chaouch, s., Han a. Jo., Neukermans, J., Marquez-Garcia, B.,... foyer, c. H. (2012). Glutatión v rastlinách: integrovaný prehľad. Rastlina, bunka a životné prostredie, 35, 454-484.
9. Pizzorno, j. (2014). Glutatión! Vyšetrovacia medicína, 13(1), 8-12.
10. Qanungo, s., Starke, D. W., Pai, h. V, myyal, j. J., & Nieminen,. (2007). Glutatión. The Journal of Biological Chemistry, 282(25), 18427-18436.
11. Ramires, P. R., & Ji, l. L. (2001). Suplementácia a školenie glutationa zvyšuje rezistenciu na myokardu voči ischémii-reperfúzii in vivo. Postihnúť. J. Fyziola. Srdcový okruh. Fyziola., 281, 679-688.
12. Sies, h. (2000). Glutatión a jeho úloha v bunkových funkciách. Voľné radikálne biológia a medicína r, 27(99), 916-921.
13. Wu, g., Tesák a., Jang, s., Lupton, J. R., & Turner, n. D. (2004). Metabolizmus glutatiónu a jeho dôsledky na zdravie. Americká spoločnosť pre výživu, 489-492.