glutatyon - Glutathione

glutatyon
glutatyon-iskelet.svg
Glutatyon-from-xtal-3D-balls.png
İsimler
Tercih edilen IUPAC adı
( 2S )-2-Amino-5-({( 2R )-1-[(karboksimetil)amino]-1-okso-3-sülfanilpropan-2-il}amino)-5-oksopentanoik asit
Diğer isimler
γ- L -Glutamil- L- sisteinilglisin
( 2S )-2-Amino-4-({( 1R )-1-[(karboksimetil)karbamoil]-2-sülfaniletil}karbamoil)bütanoik asit
tanımlayıcılar
3B model ( JSmol )
Kısaltmalar GSH
chebi
CHEMBL
Kimyasal Örümcek
İlaç Bankası
ECHA Bilgi Kartı 100.000.660 Bunu Vikiveri'de düzenleyin
fıçı
glutatyon
ÜNİİ
  • InChI=1S/C10H17N3O6S/c11-5(10(18)19)1-2-7(14)13-6(4-20)9(17)12-3-8(15)16/h5-6, 20H,1-4,11H2,(H,12,17)(H,13,14)(H,15,16)(H,18,19)/t5-,6-/m0/s1 KontrolY
    Anahtar: RWSXRVCMGQZWBV-WDSKDSINSA-N KontrolY
  • C(CC(=O)N[C@H](CS)C(=O)NCC(=0)O)[C@H](C(=0)O)N
Özellikler
C 10 H 17 N 3 O 6 S
Molar kütle 307.32  g·mol -1
Erime noktası 195 °C (383 °F; 468 K)
Serbestçe çözünür
Çözünürlük olarak metanol , dietil eter çözünmez
Farmakoloji
V03AB32 ( WHO )
Aksi belirtilmedikçe, veriler standart durumdaki malzemeler için verilmiştir (25 °C [77 °F], 100 kPa'da).
KontrolY doğrulamak  ( nedir   ?) KontrolY☒n
Bilgi kutusu referansları

Glutatyon ( GSH ) bir bir antioksidan olarak bitki , hayvan , mantar , ve bazı bakteriler ve arkebakteriler . Glutatyon, serbest radikaller , peroksitler , lipid peroksitler ve ağır metaller gibi reaktif oksijen türlerinin neden olduğu önemli hücresel bileşenlere verilen zararı önleme yeteneğine sahiptir . Glutamat yan zincirinin karboksil grubu ile sistein arasında bir gama peptit bağlantısına sahip bir tripeptittir . Sistein kalıntısının karboksil grubu, normal peptit bağlantısı ile glisine bağlanır .

Biyosentez ve oluşum

Glutatyon biyosentezi, iki adenozin trifosfata bağımlı adımı içerir:

  • İlk olarak, gama- glutamilsistein , L- glutamat ve sisteinden sentezlenir . Bu dönüşüm, glutamat-sistein ligaz (GCL, glutamat sistein sentaz) enzimini gerektirir . Bu reaksiyon, glutatyon sentezinde hız sınırlayıcı adımdır.
  • İkinci olarak, gama- glutamilsisteinin C-terminaline glisin eklenir . Bu yoğunlaşma glutatyon sentetaz tarafından katalize edilir .

Tüm hayvan hücreleri glutatyon sentezleme yeteneğine sahipken, karaciğerde glutatyon sentezinin gerekli olduğu gösterilmiştir. GCLC nakavt fareler , hepatik GSH sentezinin olmaması nedeniyle doğumdan sonraki bir ay içinde ölür.

Glutatyondaki olağandışı gama amid bağlantısı, onu peptidazlar tarafından hidrolizden korur.

oluşum

Glutatyon, hayvan hücrelerinde 0,5 ila 10 mM arasında değişen en bol bulunan tiyoldür . Sitozol ve organellerde bulunur.

İnsanlar glutatyon sentezler, ancak Fabaceae , Entamoeba ve Giardia dahil olmak üzere birkaç ökaryot bunu yapmaz . Glutatyon yapan bilinen tek arke halobakterilerdir . Siyanobakteriler ve proteobakteriler gibi bazı bakteriler glutatyonu biyosentezleyebilir.

biyokimyasal fonksiyon

Glutatyon, indirgenmiş (GSH) ve oksitlenmiş ( GSSG ) hallerde bulunur. Hücreler içinde indirgenmiş glutatyonun oksitlenmiş glutatyona oranı, hücresel oksidatif stresin bir ölçüsüdür ve burada artan GSSG-GSH oranı daha büyük oksidatif stresin göstergesidir. Sağlıklı hücrelerde ve dokularda toplam glutatyon havuzunun %90'ından fazlası indirgenmiş formda (GSH), geri kalanı ise disülfid formundadır (GSSG).

İndirgenmiş durumda, sisteinil kalıntısının tiyol grubu, bir indirgeyici eşdeğerin kaynağıdır . Böylece glutatyon disülfid (GSSG) üretilir. Oksitlenmiş durum, NADPH tarafından indirgenmiş duruma dönüştürülür . Bu dönüşüm glutatyon redüktaz tarafından katalize edilir :

NADPH + GSSG + H 2 O → 2 GSH + NADP + + OH

Roller

antioksidan

GSH, reaktif oksijen türlerini nötralize ederek (yani azaltarak) hücreleri korur . Bu dönüşüm, peroksitlerin indirgenmesiyle gösterilmiştir:

2 GSH + R 2 O 2 → GSSG + 2 ROH (R = H, alkil)

ve serbest radikallerle:

GSH + R . → 0,5 GSSG + RH

Düzenleme

Radikalleri ve reaktif oksidanları deaktive etmenin yanı sıra, glutatyon, oksidatif stres altında tiyol korumasına ve hücresel tiyol proteinlerinin redoks düzenlemesine, redoks tarafından düzenlenen bir translasyon sonrası tiyol modifikasyonu olan protein S-glutationilasyonuna katılır. Genel reaksiyon, korunabilir protein (RSH) ve GSH'den simetrik olmayan bir disülfid oluşumunu içerir:

RSH + GSH + [O] → GSSR + H 2 O

Glutatyon ayrıca oksidatif stres altında üretilen toksik metabolitler olan metilglioksal ve formaldehitin detoksifikasyonu için kullanılır . Bu detoksifikasyon reaksiyonu glioksalaz sistemi tarafından gerçekleştirilir . Glyoxalase I (EC 4.4.1.5), metilglioksal ve indirgenmiş glutatyonun S - D -laktoil-glutatyona dönüşümünü katalize eder . Glyoxalase II (EC 3.1.2.6), S - D -laktoil-glutatyonun glutatyon ve D- laktik aside hidrolizini katalize eder .

C ve E vitaminleri gibi eksojen antioksidanları azaltılmış (aktif) hallerinde tutar.

Metabolizma

Katıldığı birçok metabolik süreç arasında, lökotrienler ve prostaglandinlerin biyosentezi için glutatyon gereklidir . Sisteinin depolanmasında rol oynar. Glutatyon , nitrik oksit döngüsünün bir parçası olarak sitrülinin işlevini geliştirir . Bir kofaktördür ve glutatyon peroksidaz üzerinde etkilidir .

Birleşme

Glutatyon , ksenobiyotiklerin metabolizmasını kolaylaştırır . Glutatyon S-transferaz enzimleri, lipofilik ksenobiyotiklere konjugasyonunu katalize ederek atılımlarını veya daha fazla metabolizmalarını kolaylaştırır. Konjugasyon işlemi, N- asetil- p- benzokinon imin (NAPQI) metabolizması ile gösterilmektedir . NAPQI, sitokrom P450'nin parasetamol (asetaminofen) üzerindeki etkisiyle oluşan reaktif bir metabolittir . Glutatyon, NAPQI'ye konjuge olur ve ortaya çıkan topluluk atılır.

Potansiyel nörotransmitterler

Glutatyon, oksitlenmiş glutatyon (GSSG) ve S-nitrosoglutatyon (GSNO) ile birlikte NMDA ve AMPA reseptörlerinin glutamat tanıma bölgesine (y-glutamil kısımları aracılığıyla) bağlanır. GSH ve GSSG nöromodülatör olabilir . En milimolar konsantrasyonlar, GSH ve GSSG ayrıca, NMDA reseptör kompleksinin redoks durumunu değiştirebilir. Glutatyon iyonotropik reseptörleri bağlar ve aktive eder , potansiyel olarak onu bir nörotransmitter yapar .

GSH , Müller glia'dan gelen purinerjik P2X7 reseptörünü aktive ederek hem retina nöronlarından hem de glial hücrelerden akut kalsiyum geçici sinyalleri ve GABA salınımını indükler .

bitkilerde

Bitkilerde glutatyon stres yönetiminde rol oynar. Zehirli hidrojen peroksiti azaltan bir sistem olan glutatyon-askorbat döngüsünün bir bileşenidir . Kadmiyum gibi ağır metalleri şelatlayan fitoşelatinlerin , glutatyon oligomerlerinin öncüsüdür . Pseudomonas syringae ve Phytophthora brassicae gibi bitki patojenlerine karşı etkili savunma için glutatyon gereklidir . Sülfür asimilasyon yolunun bir enzimi olan adenilil-sülfat redüktaz , elektron donörü olarak glutatyon kullanır. Substrat olarak glutatyon kullanan diğer enzimler glutaredoksinlerdir . Bu küçük oksidoredüktazlar çiçek gelişimi, salisilik asit ve bitki savunma sinyalleri ile ilgilidir.

Biyoyararlanım ve takviye

Oral olarak tüketilen glutatyonun sistemik biyoyararlanımı zayıftır, çünkü tripeptit, sindirim kanalının proteazlarının (peptidazlar) substratıdır ve hücre zarı seviyesinde spesifik bir glutatyon taşıyıcısının olmaması nedeniyle . Başka bir çalışmada, araştırmacılar uzun süreli glutatyon takviyesinin oksidatif hasara karşı koruma sağladığını bildirdi. Bu çalışmada, 500 mg oral GSH takviyesi, yaşlı (55 yaş üstü) diyabetik bireylerde üç ay içinde sadece eritrositik GSH'yi artırmakla kalmamış, aynı zamanda 8-OHdG'yi önemli ölçüde azaltmıştır.

Doğrudan glutatyon takviyesi başarılı olmadığı için, sistein ve glisin gibi GSH üretmek için kullanılan ham besin maddelerinin temini glutatyon seviyelerini arttırmada daha etkili olabilir. Askorbik asit (C vitamini) gibi diğer antioksidanlar da glutatyon ile sinerjistik olarak çalışarak her ikisinin de tükenmesini önleyebilir. Glutatiyon-askorbat döngüsü detoksifiye için çalışır, hidrojen peroksit (H 2 O 2 Bu fenomenin) olan bir çok özel bir örneği.

Gama-glutamilsistein ile oral takviyenin hücresel glutatyon seviyelerini etkili bir şekilde arttırdığı gösterilmiştir.

Bu gibi bileşikler , N-asetilsistein (NAC) ve alfa lipoik asit (ALA, ilişkisiz ile karıştırılmamalıdır alfa-linolenik asit ) yenilenme glutatyon seviyelerine yardım iki yeteneğine sahiptirler. Özellikle NAC , glutatyon seviyelerinin ciddi şekilde tükenmesi nedeniyle kısmen zararlı olan, potansiyel olarak ölümcül bir zehirlenme türü olan aşırı dozda asetaminofen tedavisinde yaygın olarak kullanılır . Sisteinin öncüsüdür.

Kalsitriol (1,25-dihidroksivitamin D 3 ), aktif metaboliti D vitamini 3 , sentezlenebilir sonra kalsifediol böbrek, beyin glutatyon seviyelerini arttırır ve glutatyon üretimi için bir katalizör olarak görünmektedir. On Hakkında günler süreç D vitamini vücut için gerekli olan 3 kalsitriol içine.

Metil grubu transferinde rol oynayan bir ortak substrat olan S- adenosilmetiyonin (SAMe)'nin, hastalıkla ilişkili glutatyon eksikliğinden mustarip kişilerde hücresel glutatyon içeriğini arttırdığı da gösterilmiştir.

Düşük glutatyon, kanser, HIV/AIDS, sepsis , travma, yanıklar ve atletik aşırı antrenmanda görüldüğü gibi, zayıflama ve negatif nitrojen dengesinde yaygın olarak gözlenir . Açlık dönemlerinde de düşük seviyeler gözlenir. Bu etkilerin, düşük oksidatif fosforilasyon seviyelerinden kaynaklanan kaşeksi ile ilişkili daha yüksek glikolitik aktiviteden etkilendiği varsayılmaktadır .

glutatyon tayini

Ellman'ın reaktifi ve monobromobiman

İndirgenmiş glutatyon, Ellman reaktifi veya monobromobiman gibi biman türevleri kullanılarak görselleştirilebilir . Monobromobimane yöntemi daha hassastır. Bu prosedürde, hücreler parçalanır ve bir HCl tamponu kullanılarak tiyoller özütlenir . Tiyoller daha sonra ditiyotreitol ile indirgenir ve monobromobiman ile etiketlenir. Monobromobimane, GSH'ye bağlandıktan sonra floresan hale gelir. Tiyoller daha sonra HPLC ile ayrılır ve floresans bir floresan detektörü ile ölçülür.

monoklorobiman

Monoklorobiman kullanılarak, kantifikasyon, boyanın canlı hücrelere uygulanmasından sonra konfokal lazer tarama mikroskopisi ile yapılır . Bu niceleme işlemi, floresan değişim oranlarının ölçülmesine dayanır ve bitki hücreleriyle sınırlıdır.

CMFDA ayrıca yanlışlıkla bir glutatyon probu olarak kullanılmıştır. Glutatyon ile reaksiyona girdiğinde floresansı artan monoklorobimandan farklı olarak, CMFDA'nın floresan artışı, hücrelerin içindeki asetat gruplarının hidrolizinden kaynaklanır. CMFDA hücrelerde glutatyon ile reaksiyona girebilse de, floresans artışı reaksiyonu yansıtmaz. Bu nedenle, glutatyon probu olarak CMFDA'yı kullanan çalışmalar tekrar gözden geçirilmeli ve yeniden yorumlanmalıdır.

ThiolQuant Yeşil

Bu biman bazlı probların ve rapor edilen diğer birçok probun ana sınırlaması, bu probların glutatyon ile tersinmez kimyasal reaksiyonlara dayanmasıdır, bu da bu probları gerçek zamanlı glutatyon dinamiklerini izleyemez hale getirir. Son zamanlarda, glutatyon için ilk tersine çevrilebilir reaksiyon bazlı floresan prob-ThiolQuant Green (TQG) rapor edildi. ThiolQuant Green, bir konfokal mikroskop kullanarak tek hücrelerde glutatyon seviyelerinin yüksek çözünürlüklü ölçümlerini yapmakla kalmaz, aynı zamanda toplu ölçümler yapmak için akış sitometrisine de uygulanabilir.

RealThiol

RealThiol (RT) probu, ikinci nesil tersinir reaksiyon bazlı bir GSH probudur. RealThiol'ün birkaç temel özelliği: 1) canlı hücrelerde GSH dinamiklerinin gerçek zamanlı izlenmesini sağlayan ThiolQuant Green'e kıyasla çok daha hızlı ileri ve geri reaksiyon kinetiğine sahiptir; 2) hücre bazlı deneylerde boyama için sadece mikromolar ila mikromolar arası RealThiol gereklidir, bu da hücrelerde GSH seviyesinde minimum bozulmaya neden olur; 3) arka plan gürültüsünün en aza indirilebilmesi için yüksek kuantum verimli bir kumarin floroforu uygulandı; ve 4) RealThiol ve GSH arasındaki reaksiyonun denge sabiti, fizyolojik olarak ilgili GSH konsantrasyonuna yanıt verecek şekilde ince ayarlanmıştır. RealThiol, yüksek çözünürlüklü bir konfokal mikroskop kullanarak tek hücrelerde glutatyon düzeylerinin ölçümlerini gerçekleştirmek için kullanılabilir ve ayrıca yüksek verimli bir şekilde toplu ölçümler yapmak için akış sitometrisinde uygulanabilir.

Organel hedefli RT probu da geliştirilmiştir. Mitokondri hedefli bir versiyon olan MitoRT rapor edildi ve hem konfokal mikroskopta hem de FACS tabanlı analizde mitokondriyal glutatyonun dinamiğinin izlenmesinde gösterildi.

Protein bazlı glutatyon probları

Canlı hücrelerde yüksek uzaysal ve zamansal çözünürlükte glutatyon redoks potansiyelinin ölçülmesine izin veren başka bir yaklaşım, redoksa duyarlı yeşil flüoresan proteini (roGFP) veya redoksa duyarlı sarı flüoresan proteini (rxYFP) kullanan redoks görüntülemeye dayanır . GSSG'nin çok düşük fizyolojik konsantrasyonu nedeniyle doğru bir şekilde ölçülmesi zordur. GSSG konsantrasyonu, tüm katı dokularda 10 ila 50 μM ve kanda 2 ila 5 μM (gram Hb başına 13–33 nmol) arasında değişir. Tam hücre özütlerinin GSH-GSSG oranı 100 ila 700 arasında tahmin edilmektedir. Bu oranlar, farklı hücre içi bölmelerden (örneğin ER'de daha fazla oksitlenmiş, mitokondriyal matriste daha fazla indirgenmiş) farklı redoks durumlarının glutatyon havuzlarından bir karışımı temsil eder. Yine de. In vivo GSH-GSSG oranları, sitozolde 50.000 ila 500.000 oranları ortaya çıkaran floresan protein bazlı redoks sensörleri kullanılarak hücre altı doğrulukla ölçülebilir, bu da GSSG konsantrasyonunun pM aralığında tutulduğu anlamına gelir.

Glutatyon ve insan hastalıkları

Glutatyonun insan hastalıklarındaki önemine ilişkin kapsamlı incelemeler, hakemli tıp dergilerinde düzenli olarak yer almaktadır. GSH metabolizması ile diyabet, kistik fibroz, kanser, nörodejeneratif hastalıklar, HIV ve yaşlanma gibi hastalıklar arasındaki neden ve sonuç bağlantıları gösterilmiştir. Bu hastalık durumlarında GSH tükenmesinin neden oksidatif stres ile bağlantılı olduğuna dair çeşitli açıklamalar önerilmiştir.

Yengeç Burcu

Bir tümör oluşturulduktan sonra, yüksek glutatyon seviyeleri, kemoterapötik ilaçlara direnç kazandırarak kanserli hücreleri korumak için hareket edebilir. Antineoplastik hardal ilacı canfosfamid, glutatyonun yapısı üzerinde modellenmiştir.

Kistik fibroz

Kistik fibrozlu kişilere inhale glutatyon verilmesinin etkinliği konusunda karışık sonuçlarla çeşitli çalışmalar tamamlanmıştır.

Alzheimer hastalığı

Hücre dışı amiloid beta (Aβ) plakları, nörofibriler yumaklar (NFT), reaktif astrositler ve mikroglia şeklindeki inflamasyon ve nöronal kayıp, Alzheimer hastalığının (AH) tutarlı patolojik özellikleri olmasına rağmen, bu faktörler arasında mekanik bir bağlantı net değildir. Geçmişteki araştırmaların çoğu fibriler Ap üzerine odaklanmış olsa da, çözünür oligomerik Ap türlerinin artık AD'de büyük patolojik öneme sahip olduğu düşünülmektedir. GSH'nin yukarı regülasyonu, oligomerik Ap'nin oksidatif ve nörotoksik etkilerine karşı koruyucu olabilir.

Hipokampusta kapalı GSH formunun tükenmesi, AD için potansiyel bir erken tanı biyobelirteç olabilir.

kullanır

şarap yapımı

Glutation içeriği zorunluluk , şarap birinci ham bir şekilde, tespit esmerleşme üretimi sırasında ya da caramelizing etkisi, beyaz şarap yakalayarak kafeoiltartarik asit olarak enzimsel oksidasyonuyla üretilen kinonlar üzüm reaksiyon ürünü . Şaraptaki konsantrasyonu UPLC-MRM kütle spektrometrisi ile belirlenebilir.

Makyaj malzemeleri

Glutatyon, cildi beyazlatmak amacıyla ağız yoluyla alınan en yaygın ajandır. Krem olarak da kullanılabilir. 2019 itibariyle gerçekten işe yarayıp yaramadığı belli değil. Damar içi kullanımla sonuçlanabilecek yan etkiler nedeniyle Filipinler hükümeti bu tür kullanıma karşı tavsiyede bulunuyor.

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma

Dış bağlantılar