Karakteristik Glutathion, Struktur, Fungsi, Biosintesis

Dia Glutathion (Gsh) Ini adalah molekul tripeptida kecil (dengan hanya tiga limbah non -protein) yang berpartisipasi dalam banyak fenomena biologis seperti mekanika enzimatik, biosintesis makromolekul, metabolisme perantara, toksisitas oksigen, transportasi intraseluler, dll.

Peptida kecil ini, hadir pada hewan, pada tumbuhan dan pada beberapa bakteri, direnungkan sebagai "penyangga" Reduktor oksida, karena merupakan salah satu senyawa berat molekul rendah utama yang mengandung sulfur dan tidak memiliki toksisitas yang terkait dengan residu sistein.

Struktur molekul glutathione (Sumber: Claudio Pistilli [CC BY-SA 4.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/4.0)] via Wikimedia Commons)

Beberapa penyakit pada manusia telah dikaitkan dengan defisiensi enzim spesifik metabolisme glutathione, dan ini disebabkan oleh banyak fungsi dalam pemeliharaan homeostasis tubuh.

Malnutrisi, stres oksidatif dan patologi lain yang diderita oleh manusia dapat dibuktikan sebagai penurunan drastis dalam glutathione, jadi kadang -kadang merupakan indikator yang baik dari keadaan kesehatan sistem tubuh tubuh.

Untuk tanaman, dengan cara yang sama, glutathione adalah faktor yang sangat diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangannya, karena juga memenuhi fungsi dalam berbagai jalur biosintetik dan sangat penting untuk detoksifikasi sel dan homeostasis internal, di mana ia bertindak sebagai antioksidan yang kuat yang kuat.

[TOC]

Karakteristik

Studi pertama yang dilakukan sehubungan dengan lokasi subseluler glutathione menunjukkan bahwa itu ada di mitokondria. Selanjutnya, itu juga diamati di wilayah yang sesuai dengan matriks nuklir dan di peroksisom.

Saat ini diketahui bahwa kompartemen di mana konsentrasinya lebih banyak berada di sitosol, karena ada secara aktif diproduksi dan diangkut ke kompartemen sel lain seperti mitokondria.

Dalam sel mamalia, konsentrasi glutathione berada dalam kisaran milimol, sedangkan dalam plasma darahnya berkurang bentuknya (GSH) ditemukan dalam konsentrasi mikromolar.

Konsentrasi intraseluler ini menyerupai konsentrasi glukosa, kalium dan kolesterol, elemen yang sangat diperlukan untuk struktur seluler dan metabolisme.

Beberapa organisme memiliki molekul analog atau varian glutathione. Parasit protozoa yang mempengaruhi mamalia memiliki bentuk yang dikenal sebagai "tripanotion" dan pada beberapa bakteri senyawa ini digantikan oleh molekul sulfuri lainnya seperti tiosulfat dan glutamilcysteine.

Spesies tanaman tertentu, selain glutathione, molekul homolog yang memiliki limbah selain glisin pada ujung terminal-C (homoglutasi), dan yang ditandai dengan menyajikan fungsi yang mirip dengan yang ada di tripéptide yang dimaksud.

Meskipun ada senyawa lain yang mirip dengan glutathione pada organisme yang berbeda, ini adalah salah satu "tiol" yang dalam konsentrasi yang lebih besar secara intraseluler.

Hubungan tinggi yang biasanya ada antara bentuk tereduksi (GSH) dan bentuk teroksidasi (GSSG) dari glutati adalah karakteristik khas lain dari molekul ini.

Struktur

Gutasi atau L-Jerman-Glutamil-Cisteinyl-glisin, seperti namanya, terdiri dari tiga limbah asam amino: L-glutamat, L-sistein dan glisin. Residu sistein dan glisin berikatan satu sama lain melalui tautan peptida umum, yaitu, antara gugus α-karboksil dari satu asam amino dan kelompok amino amino lainnya.

Namun, hubungan antara glutamat dan sistein tidak khas protein, karena terjadi antara bagian γ-karboksil dari kelompok R glutamat dan kelompok amino amino sistein, jadi tautan ini disebut γ tautan.

Molekul kecil ini memiliki massa molar hanya lebih dari 300 g/mol dan keberadaan γ hubungan tampaknya sangat penting untuk kekebalan peptida ini terhadap aksi banyak enzim aminopeptidase.

Dapat melayani Anda: solidaritas antar spesies

Fungsi

Seperti disebutkan, glutathione adalah protein yang berpartisipasi dalam banyak proses seluler hewan, tumbuhan dan prokariota tertentu. Dalam hal ini, partisipasi umum Anda dapat disorot dalam:

-Sintesis protein dan proses degradasi

-Pembentukan prekursor ribonukleotida DNA

-Regulasi aktivitas beberapa enzim

-Perlindungan sel di hadapan spesies oksigen reaktif (ROS) dan radikal bebas lainnya

-Transduksi sinyal

-Ekspresi genetik dan masuk

-Apoptosis atau kematian sel terprogram

Coenzyme

Juga telah ditentukan bahwa glutathione bekerja sebagai koenzim dalam banyak reaksi enzimatik, dan bahwa bagian dari kepentingannya terkait dengan apa yang memiliki kapasitas untuk mengangkut asam amino dalam bentuk asam amino γ-glutamil secara intraseluler.

Glutateri yang dapat meninggalkan sel (yang melakukannya dalam bentuknya yang dikurangi) mampu berpartisipasi dalam reaksi reduksi oksida di sekitar membran plasma dan lingkungan sel di sekitar.

Penyimpanan sistein

Tripéptido ini juga berfungsi sebagai sumber penyimpanan sistein dan berkontribusi pada pemeliharaan keadaan protein sulfhidhyl yang berkurang di dalam gugus hemo dari gugus hemo protein yang mengandung kofaktor tersebut.

Lipatan protein

Saat berpartisipasi dalam lipatan protein, tampaknya memiliki fungsi penting sebagai agen pereduksi jembatan disulfida yang telah terbentuk secara tidak tepat dalam struktur protein, yang biasanya disebabkan oleh paparan agen pengoksidasi seperti oksigen, hidrogen peroksida, peroksinitrit dan beberapa superoksida seperti oksigen, hidrogen peroksida, peroksinitrit dan beberapa superoksida seperti oksigen, hidrogen peroksida, peroksinitrit dan beberapa superoksida seperti oksigen, hidrogen peroksida, peroxinitrite dan beberapa superoksida seperti oksigen, hidrogen peroksida, peroxinitrite dan beberapa superoksida seperti oksigen, hidrogen peroksida, peroxinitrite dan beberapa superoksida seperti oksigen, hidrogen peroksida, peroxinitrite dan beberapa superoksida dan beberapa superoksida.

Fungsi dalam eritrosit

Dalam eritrosit, pengurangan glutathione (GSH) yang diproduksi oleh enzim reduktase glutathion peroxidase, yang menghasilkan air teroksidasi dan glutathione (GSSG).

Dekomposisi hidrogen peroksida dan, oleh karena itu, pencegahan akumulasi dalam eritrosit, memperpanjang waktu hidup sel -sel ini, karena menghindari kerusakan oksidatif yang dapat terjadi pada membran sel dan yang dapat berakhir dengan hemolisis.

Metabolisme xenobiotik

Glutathion juga merupakan protagonis penting dalam metabolisme xenobiotik, berkat aksi enzim glutathione-S glutathione yang menghasilkan konjugat glutathione yang kemudian dapat dimetabolisme secara intraseluler.

Itu bijaksana.

Keadaan oksidatif sel

Karena glutathione ada dalam dua bentuk, pengurangan dan satu teroksidasi, hubungan antara kedua molekul menentukan keadaan redoks sel. Jika rasio GSH/GSSG lebih besar dari 100, sel dianggap sehat, tetapi jika mendekati 1 atau 10, itu mungkin merupakan indikator bahwa sel -sel berada dalam keadaan stres oksidatif.

Biosintesis

Glutat tripideide disintesis di dalam seluler, baik tanaman dan hewan, dengan aksi dua enzim: (1) γ-glutamilcistine synthetase dan (2) sintetase glutathione (GSH sintetase), sedangkan degradasi atau "dekomposisi" tergantung pada aksi tersebut enzim γ-glutamil transpeptidase.

Pada organisme tanaman, masing -masing enzim dikodekan oleh gen tunggal dan cacat pada salah satu protein atau gen pengkodeannya dapat menyebabkan kematian dalam embrio.

Dapat melayani Anda: filogeni

Dalam manusia, seperti pada mamalia lain, situs utama sintesis dan ekspor pertanyaan glutathion.

Perpaduan dari novo glutathione, regenerasi atau daur ulang mereka, membutuhkan energi dari ATP untuk terjadi.

Mengurangi Glutathione (GSH)

Glutati yang berkurang berasal dari asam amino glisin, glutamat dan sistein, seperti yang telah disebutkan, dan sintesisnya dimulai dengan aktivasi (menggunakan ATP) dari kelompok glutamat γ-karboksil (dari kelompok R) untuk membentuk perantara asil fosfat, yang diserang oleh kelompok amino amino dari sistein.

Reaksi kondensasi pertama dari dua asam amino dikatalisis oleh γ-glutamilcistein sintetase dan biasanya dipengaruhi oleh ketersediaan intraseluler asam amino glutamat dan sistein.

Dipéptide yang terbentuk kemudian dikondensasi dengan molekul glisin berkat aksi sintetase GSH. Selama reaksi ini, aktivasi ATP dari gugus α-karboksil sistein juga terjadi untuk membentuk asil fosfat dan dengan demikian mendukung reaksi dengan residu glisin.

Glutathione teroksidasi (GSSG)

Ketika pengurangan glutathione berpartisipasi dalam reaksi reduksi oksida, bentuk teroksidasi sebenarnya terdiri dari dua molekul glutathione yang melekat satu sama lain melalui jembatan disulfur; Karena alasan inilah bentuk berkarat disingkat dengan akronim "GSSG".

Pembentukan spesies glutathione teroksidasi tergantung pada enzim yang dikenal sebagai tetapi peroksidase atau GSH peroksidase, yang merupakan peroksidase yang mengandung selenocysteine ​​(residu sistein yang alih -alih memiliki atom belerang memiliki salah satu selenium) di dalam Tempatkan aset.

Interkonversi antara bentuk teroksidasi dan pengurangan diberikan berkat partisipasi GSSG reductase atau glutathion reduktase.

Manfaat Asupan Anda

Glutathion dapat diberikan oral, topikal, intravena, intranasal atau nebulisasi, untuk meningkatkan konsentrasi sistemik mereka pada pasien yang menderita stres oksidatif, misalnya.

Kanker

Investigasi yang dilakukan sehubungan dengan pemberian glutathion oral menunjukkan bahwa asupannya dapat mengurangi risiko kondisi kanker oral dan bahwa, yang diberikan bersama dengan kemoterapi oksidatif, mengurangi efek negatif terapi pada pasien kanker pada pasien kanker.

HIV

Secara umum, pasien yang terinfeksi virus imunodefisiensi (HIV) yang didapat memiliki kekurangan glutathione intraseluler baik dalam sel darah merah dan dalam sel T dan monosit, yang mengkondisikan fungsi yang benar.

Dalam sebuah penelitian yang dilakukan oleh Morris dan kolaborator, ditunjukkan bahwa pasokan glutathione ke makrofag dari pasien HIV positif sangat meningkatkan fungsi sel -sel ini, terutama dalam menghadapi infeksi dengan patogen oportunistik seperti M. TBC.

Aktivitas otot

Studi lain berkaitan dengan peningkatan aktivitas kontraktil otot, pertahanan antioksidan dan kerusakan oksidatif yang disebabkan sebagai respons terhadap lesi iskemia/reperfusi setelah pemberian oral GSH selama pelatihan resistensi fisik fisik.

Patologi hati

Telah dipertimbangkan, pada gilirannya, bahwa asupan atau pemberian intravena memiliki fungsi dalam pencegahan kemajuan beberapa jenis kanker dan dalam pengurangan kerusakan sel yang terjadi sebagai akibat dari patologi hati tertentu.

Dapat melayani Anda: asam lemak esensial: fungsi, pentingnya, nomenklatur, contoh

Antioksidan

Meskipun tidak semua penelitian yang dilaporkan telah dilakukan pada pasien manusia, tetapi biasanya ini adalah tes dalam model hewan (umumnya murine), hasil yang diperoleh dalam beberapa uji klinis yang menyatakan efektivitas glutathione eksogen sebagai antioksidan.

Untuk alasan ini, ini digunakan untuk pengobatan katarak dan glaukoma, sebagai produk "anti-penuaan", untuk pengobatan hepatitis, banyak penyakit jantung, kehilangan memori dan untuk penguatan sistem kekebalan tubuh, dan untuk pemurnian setelahnya Keracunan dengan logam berat dan obat -obatan.

"Penyerapan"

Glutathión yang diberikan secara eksogen tidak dapat memasuki sel kecuali dihidrolisis pada asam amino penyusunnya. Oleh karena itu, efek langsung dari pemberian (oral atau intravena) dari senyawa ini adalah peningkatan konsentrasi intraseluler GSH berkat kontribusi asam amino yang diperlukan untuk sintesis mereka, yang dapat diangkut secara efektif ke sitosol.

Efek samping

Meskipun dianggap bahwa asupan glutathione "aman" atau tidak berbahaya, tidak cukup studi tentang efek sampingnya telah dilakukan.

Namun, dari beberapa penelitian yang dilaporkan diketahui bahwa ia dapat memiliki efek negatif yang dihasilkan dari interaksi dengan obat lain dan yang dapat berbahaya bagi kesehatan dalam berbagai konteks fisiologis.

Jika diambil dalam jangka panjang, tampaknya kadar seng bertindak dalam penurunan yang berlebihan.

Referensi

1. Allen, J., & Bradley, R. (2011). Efek glutateri oral. Jurnal Pengobatan Alternatif dan Pelengkap, 17(9), 827-833.
2. Conklin, k. KE. (2009). Antioksidan makanan selama kemoterapi kanker: dampak pada efektivitas kemoterapi dan pengembangan efek samping. Nutrisi dan kanker, 37(1), 1-18.
3. Meister, a. (1988). Metabolisme Glutathione dan modifikasi selektifnya. Jurnal Kimia Biologis, 263(33), 17205-17208.
4. Meister, a., & Anderson, m. DAN. (1983). Glutathione. Ann. Rev Biochem., 52, 711-760.
5. Morris, d., Perang, c., Khurasanany, m., Guilford, f., & Saviola, b. (2013). Glutathiona Suplementasi Peningkatan Fungsi makrofag dalam HIV. Jurnal Penelitian Interferon & Sitokin, sebelas.
6. Murray, r., Bender, d., Botham, k., Kennelly, hlm., Rodwell, v., & Weil, p. (2009). Biokimia Illustrated Harper (Edisi ke -28.). McGraw-Hill Medical.
7. Nelson, d. L., & Cox, m. M. (2009). Prinsip -prinsip biokimia lehninger. Edisi Omega (Edisi ke -5.). https: // doi.org/10.1007/S13398-014-0173-7.2
8. Noctor, g., Mhamdi, a., Chaouch, s., Han, dan. yo., Neukermans, j., Marquez-Garcia, b.,... foyer, c. H. (2012). Glutathione in Plants: Sebuah Tinjauan Terpadu. Tanaman, sel & lingkungan, 35, 454-484.
9. Pizzorno, J. (2014). Glutathione! Pengobatan investigasi, 13(1), 8-12.
10. Qanungo, s., Starke, d. W., Pai, h. V, myyal, j. J., & Nieminen, untuk. (2007). Glutathion. Jurnal Kimia Biologis, 282(25), 18427-18436.
11. Ramires, hlm. R., & Ji, l. L. (2001). Suplementasi dan pelatihan glutathiona meningkatkan resistensi miokard terhadap iskemia-reperfusi in vivo. Ann. J. Fisiol. Jantung Circ. Fisiol., 281, 679-688.
12. Sies, h. (2000). Glutathione dan perannya dalam fungsi seluler. Biologi Radikal Gratis & Kedokteran R, 27(99), 916-921.
13. Wu, g., Fang, dan., Yang, s., Lupton, J. R., & Turner, n. D. (2004). Metabolisme Glutathione dan Implikasinya untuk Kesehatan. Masyarakat Amerika untuk Ilmu Nutrisi, 489-492.