Glutatión

El glutatión (ácido 2-amino-5-{[2-[(carboximetil)amino]-1-(mercaptometil)-2-oxoetil]amino}-5-oxopentanoico, inglés  glutatión, GSH ) es una γ-glutamilcisteinilglicina de tres péptidos . El glutatión contiene un enlace peptídico inusual entre el grupo amino de la cisteína y el grupo carboxilo de la cadena lateral del glutamato . El valor del glutatión en la célula está determinado por sus propiedades antioxidantes . De hecho, el glutatión no solo protege a la célula de los radicales libres tóxicos , sino que generalmente determina las características redox del entorno intracelular [1] .

En la célula , los grupos tiol se encuentran en estado reducido (SH) a una concentración de aproximadamente 5 mM . De hecho, esta alta concentración de glutatión en la célula hace que esta repare cualquier enlace disulfuro (SS) formado entre los residuos de cisteína de la proteína intracelular . En este caso, la forma reducida de glutatión GSH se convierte en GSSG oxidado. El glutatión oxidado se restaura bajo la acción de la enzima glutatión reductasa , que está constantemente activa en la célula y se induce durante el estrés oxidativo . La proporción de formas reducidas y oxidadas de glutatión en la célula es uno de los parámetros más importantes que muestra el nivel de estrés oxidativo.

Biosíntesis

El glutatión no es una sustancia esencial y se puede sintetizar a partir de los aminoácidos L-cisteína , ácido L-glutámico y glicina .

La síntesis ocurre en dos pasos dependientes de ATP :

• en la primera etapa, la enzima γ-glutamilcisteína sintetasa (o glutamato cisteína ligasa) sintetiza la γ-glutamilcisteína a partir del ácido glutámico y la cisteína. Esta reacción es limitante en la síntesis de glutatión;
• en el segundo paso, la enzima glutatión sintetasa agrega un residuo de glicina al grupo C-terminal de γ-glutamilcisteína.

Glutamato cisteína ligasa

La enzima glutamato cisteína ligasa (GCL) es un heterodímero formado por subunidades catalíticas (GCLC) y reguladoras (GCLM). La subunidad catalítica proporciona la actividad catalítica de la enzima, mientras que la subunidad reguladora aumenta la eficiencia catalítica. Los ratones que carecen del gen de la subunidad catalítica mueren antes de nacer [2] . Los ratones que carecen del gen de la subunidad reguladora son fenotípicamente similares a los ratones normales, aunque se caracterizan por niveles reducidos de glutatión (GSH) y son más sensibles al estrés oxidativo [3] [4] [5] .

Todas las células del cuerpo humano son capaces de sintetizar glutatión, sin embargo, la glutatión sintetasa en el hígado es extremadamente importante. Después del nacimiento, los ratones en los que el gen de la subunidad catalítica no se expresa solo en el hígado viven no más de un mes. La muerte es causada por daño mitocondrial e insuficiencia hepática [6] .

La vía biosintética del glutatión se ha demostrado en algunos procariotas ( cianobacterias y proteobacterias ), pero está ausente en muchas bacterias. Muchos eucariotas sintetizan glutatión, como los humanos, pero algunos no, como Leguminosae , Entamoeba y Giardia . Solo las halobacterias pueden sintetizar glutatión a partir de arqueas [7] [8] .

Función

El glutatión participa en la síntesis de leucotrienos y es un cofactor de la enzima glutatión peroxidasa . También actúa como una molécula hidrófila, que se une mediante enzimas hepáticas a sustancias tóxicas hidrófobas en el proceso de su biotransformación para ser excretadas del cuerpo como parte de la bilis . Como parte del sistema enzimático de la glioxalasa, el glutatión participa en la reacción de desintoxicación del metilglioxal , un subproducto tóxico del metabolismo. La glioxalasa I ( EC 4.4.1.5 Archivado el 16 de mayo de 2011 en Wayback Machine ) convierte el metilglioxal y el glutatión reducido en lactoilglutatión. La glioxalasa II ( EC 3.1.2.6 Archivado el 16 de mayo de 2011 en Wayback Machine ) hidroliza el lactoilglutatión para formar glutatión y lactato (ácido láctico).

El glutatión es un sustrato para las reacciones de conjugación y reducción catalizadas por la glutatión-S-transferasa en el citosol , los microsomas y las mitocondrias .

El glutatión se absorbe poco en el tracto gastrointestinal [9] [10] , por lo que se prescribe N-acetilcisteína para restaurar los niveles normales de glutatión en condiciones patológicas [11] [12] .

Notas

1. ↑ Strużńka L., Chalimoniuk M., Sulkowski G. El papel de la astroglía en el cerebro de rata adulta expuesta a Pb con respecto a la toxicidad del glutamato  //  Toxicología: revista. - 2005. - Septiembre ( vol. 212 , no. 2-3 ). - pág. 185-194 .
2. ↑ Dalton, T. P.; et al. Knockout del gen de la subunidad catalítica de glutamato cisteína ligasa (Gclc) de ratón: letal embrionario cuando es homocigoto y modelo propuesto para la deficiencia moderada de glutatión cuando es heterocigoto   // Biochem Biophys Res Commun . : diario. - 2000. - vol. 279 , núm. 2 . — Pág. 324 . -doi : 10.1006 / bbrc.2000.3930 .
3. ↑ Yang Y., et al. Caracterización inicial de la subunidad modificadora de glutamato-cisteína ligasa Gclm(-/-) Knockout Mouse. NUEVO MODELO DE SISTEMA PARA UNA RESPUESTA AL ESTRÉS OXIDATIVO SEVERAMENTE COMPROMETIDO  (Inglés)  // Journal of Biological Chemistry  : journal. - 2002. - vol. 277 , núm. 51 . - Pág. 49446 . -doi : 10.1074/ jbc.M209372200 . — PMID 12384496 .
4. ↑ Giordano G., et al. Insecticidas organofosforados clorpirifos y diazinón y estrés oxidativo en células neuronales en un modelo genético de deficiencia de glutatión  //  Toxicol Appl Pharmacol : diario. - 2007. - vol. 219 , núm. 2-3 . — Pág. 181 . -doi : 10.1016/ j.taap.2006.09.016 .
5. ↑ McConnachie LA, Mohar I., Hudson FN, et al . La deficiencia de la subunidad modificadora de glutamato cisteína ligasa y el género como determinantes de la hepatotoxicidad inducida por paracetamol en ratones  //  Toxicol Sci. : diario. - 2007. - Octubre ( vol. 99 , no. 2 ). - Pág. 628-636 . doi : 10.1093 / toxsci/kfm165 . — PMID 17584759 .
6. ↑ Chen Y., et al. La eliminación de GCLC específica de hepatocitos conduce a la aparición rápida de esteatosis con lesión mitocondrial e  insuficiencia hepática //  Hepatología : diario. - Wiley-Liss , 2007. - vol. 45 . — Pág. 1118 . -doi : 10.1002/ hep.21635 .
7. ↑ Shelley D. Copley y Jasvinder K. Dhillon. Transferencia lateral de genes y evolución paralela en la historia de los genes de biosíntesis de glutatión  (inglés)  // Biología del genoma: revista. - 2002. - vol. 3 . — P. investigación0025.1 . -doi : 10.1186 / gb-2002-3-5-research0025 .
8. ↑ Grill D, Tausz T, De Kok LJ. Importancia del glutatión en la adaptación de las plantas al medio ambiente  (inglés) . - Springer, 2001. - ISBN 1402001789 .
9. ↑ AIDS Line Update Archivado el 4 de abril de 2007 en Wayback Machine .
10. ↑ Witschi A, et. Alabama. La disponibilidad sistémica de glutatión oral. Eur J Clinic Pharmacol. 1992;43(6):667-9
11. ↑ Información sobre glutatión para médicos . Consultado el 2 de mayo de 2007. Archivado desde el original el 28 de abril de 2007. (indefinido)
12. ↑ La manipulación bioquímica de los niveles de glutatión intracelular influye en la citotoxicidad de los linfocitos humanos aislados por la mostaza de azufre.

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