Peróxido de glutation

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Glutatina peroxidasa 1
Notación
simbolos GPX1
gen entrez 2876
HGNC 4553
OMIM 138320
RefSeq NM_000581
UniProt P07203
Otros datos
Código KF 1.11.1.9
Lugar 3ra cresta , 3p21.3
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glutatión peroxidasa 3 (que se encuentra en el plasma sanguíneo)
Notación
simbolos GPX3
gen entrez 2878
HGNC 4555
OMIM 138321
RefSeq NM_002084
UniProt P22352
Otros datos
Código KF 1.11.1.9
Lugar quinta cresta , 5q23
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glutatión peroxidasa 5 (proteína epidérmica relacionada con los andrógenos)
Notación
simbolos GPX5
gen entrez 2880
HGNC 4557
OMIM 603435
RefSeq NM_001509
UniProt O75715
Otros datos
Código KF 1.11.1.9
Lugar sexta cresta , 6p21.32
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glutatión peroxidasa 6 (sistema visual)
Notación
simbolos GPX6
gen entrez 257202
HGNC 4558
OMIM 607913
RefSeq NM_182701
UniProt P59796
Otros datos
Código KF 1.11.1.9
Lugar sexta cresta , 6p21
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La glutatión peroxidasa (GP, English Glutathione  peroxidase , PDB 1GP1 , ( EC 1.11.1.9 Copia de archivo fechada el 26 de mayo de 2011 en Wayback Machine ) es una familia de enzimas que protegen al cuerpo del daño oxidativo. La glutatión peroxidasa cataliza la reducción de los hidroperóxidos lipídicos . a los alcoholes correspondientes y la reducción del peróxido de hidrógeno a agua. Se conocen varios genes que codifican diferentes formas de glutatión peroxidasas, que difieren en su localización en el cuerpo. En mamíferos y humanos, una parte significativa de las enzimas de esta familia contienen selenio. proteínas tetraméricas y glicoproteínas , también existen formas monoméricas y no selenio [1] .

Isoenzimas

Hay varias isoenzimas que están codificadas por diferentes genes . Las isoenzimas difieren en la localización celular y la especificidad del sustrato . En humanos, se distinguen 8 formas de GPx, 5 de las cuales son dependientes de selenio (el selenio es parte del centro activo) [1] . Glutatión peroxidasa 1 (GPx1): forma tetramérica, es la forma más común de la enzima y se encuentra en el citoplasma de casi todos los tejidos de mamíferos . El sustrato de GPx1 es tanto peróxido de hidrógeno como muchos hidroperóxidos orgánicos. La glutatión peroxidasa 2 (GPx2) también es una enzima tetramérica y se expresa en el intestino. Las concentraciones más altas de esta enzima se encontraron en la base de las criptas intestinales. Durante la embriogénesis, la expresión del gen que codifica GPx2 predomina en los tejidos de rápido crecimiento [1] . GPx3 es una enzima tetramérica extracelular y se encuentra principalmente en el plasma. [2] Secretada al plasma principalmente por los riñones [1] . La glutatión peroxidasa 4 (GPx4) es una isoenzima monomérica de gran importancia en el metabolismo de los hidroperóxidos lipídicos; GPx4 también se expresa a niveles más bajos en prácticamente todas las células de mamíferos. Existe en forma de tres formas sintetizadas a partir del mismo gen (formas citosólicas, mitocondriales y núcleos GPx4 de espermatozoides) [1] . GPx5 es una GPx tetramérica sin selenio específica para el epidídimo (se forma en el epitelio de la cabeza del epidídimo) [1] . GPx6 es un tetrámero, una selenoproteína en humanos y una enzima no selenio en roedores; la expresión del gen de esta enzima se ha encontrado en embriones de ratón y en las glándulas de Bowman debajo del epitelio olfativo [1] .

La glutatión peroxidasa, aislada de eritrocitos bovinos , tiene un peso molecular de aproximadamente 84 kDa.

Reacción

Un ejemplo de una reacción catalizada por la enzima glutatión peroxidasa es la reacción:

2GSH + H2O2 → GS-SG + 2H2O.

donde GSHdenota glutatión reducido , y GS-SG es disulfuro de glutatión .

La enzima glutatión reductasa reduce aún más el glutatión oxidado y completa el ciclo:

GS-SG + NADPH + H+ → 2 GSH + NADP+.

Estructura

En mamíferos , se descubrió que GPx1 , GPx2 , GPx3 y GPx4 eran enzimas que contenían selenio , mientras que GPx6 es una selenoproteína humana con homólogos que contenían cisteína en roedores. GPx1, GPx2 y GPx3 son proteínas homotetraméricas, mientras que GPx4 y GPx7 tienen una estructura monomérica [1] . La integridad de las membranas celulares e intracelulares depende en gran medida de la glutatión peroxidasa . Las funciones antioxidantes de las formas de glutatión peroxidasa que contienen selenio aumentan considerablemente debido a la presencia de selenio [3] .

Mecanismo de reacción

El centro activo de la enzima contiene un residuo del aminoácido selenocisteína . El átomo de selenio está en el estado de oxidación -1 y es oxidado por hidroperóxido a SeOH. Luego, SeOH se combina con una molécula de glutatión (GSH), formando Se-SG, y luego se combina con otra molécula de glutatión. En este caso, se regenera Se − y se forma el subproducto GS-SG.

Métodos para determinar la actividad de la glutatión peroxidasa

La actividad de la glutatión peroxidasa se mide espectrofotométricamente mediante varios métodos. Una mezcla de reacción ampliamente utilizada es la adición de glutatión reductasa, seguida de la medición de la conversión de NADPH a NADP [4] . Otro enfoque es medir el glutatión reducido residual (GSH) en reacción con el reactivo de Ellman . En base a esto, existen varios métodos para determinar la actividad de la glutatión peroxidasa, cada uno de los cuales utiliza diferentes hidroperóxidos como sustrato reducible, por ejemplo, hidroperóxido de cumeno [5] , hidroperóxido de terc-butilo [6] y peróxido de hidrógeno [7] .

Especificidad del tiol

La dependencia estricta del funcionamiento de las glutatión peroxidasas del GSH no es característica de todas las isoenzimas de esta familia. GPx1 es muy específico para GSH, aunque puede usar gamma-glutamilcisteína en lugar de GSH como cosustrato de tiol [1] . Existe evidencia de que GPx3 puede usar homocisteína reducida en lugar de GSH [8] . Además, GPx3 reacciona bien con cisteína, tiorredoxina y glutaredoxina en lugar de GSH [1] .

Gen knockouts

Los ratones knockout para el gen Gpx1 de la glutatión peroxidasa tienen un fenotipo normal, una esperanza de vida normal. Estos datos indican que esta enzima no es crítica para la vida. Sin embargo, los ratones que eliminan dos copias del gen desarrollan cataratas prematuras y defectos en la proliferación de células musculares accesorias. [2] Sin embargo, los ratones knockout para GPX4 glutatión peroxidasa 4 mueren durante el desarrollo embrionario temprano. [2] Existe evidencia de que los niveles reducidos de glutatión peroxidasa 4 pueden aumentar la esperanza de vida en ratones. [9]

No hay datos sobre la inactivación de otros genes que codifican la glutatión peroxidasa.


Descubrimiento

La glutatión peroxidasa fue descubierta en 1957 por Gordon Mills. [diez]

Notas

  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Razygraev A.V., Matrosova M.O., Titovich I.A. El papel de las glutatión peroxidasas en el tejido endometrial: hechos, hipótesis, perspectivas de estudio  // Journal of Obstetrics and Women's Diseases. - 2017. - T. 66 , N º 2 . - S. 104-111 . Archivado desde el original el 9 de diciembre de 2018.
  2. 1 2 3 Muller FL, Lustgarten MS, Jang Y., Richardson A., Van Remmen H. Tendencias en las teorías del envejecimiento oxidativo  // Biología y medicina de  radicales libres : diario. - 2007. - Agosto ( vol. 43 , no. 4 ). - Pág. 477-503 . -doi : 10.1016/ j.freeradbiomed.2007.03.034 . —PMID 17640558 .
  3. Regina Brigelius-Flohé, Leopold Flohé. Selenoproteínas de la Familia Glutatión Peroxidasa   // Selenio . - Springer, Nueva York, NY, 2011. - Pág. 167-180 . - ISBN 9781461410249 , 9781461410256 . -doi : 10.1007 / 978-1-4614-1025-6_13 . Archivado desde el original el 9 de diciembre de 2018.
  4. D. E. Paglia, W. N. Valentine. Estudios sobre la caracterización cuantitativa y cualitativa de la glutatión peroxidasa de eritrocitos  // The Journal of Laboratory and Clinical Medicine. — 1967-07. - T. 70 , n. 1 . — S. 158–169 . — ISSN 0022-2143 . Archivado desde el original el 11 de diciembre de 2021.
  5. Jack J. Zakowski, Al L. Tappel. Un sistema semiautomático para la medición de glutatión en el ensayo de glutatión peroxidasa  //  Bioquímica analítica. - 1978-09-01. — vol. 89 , edición. 2 . — P. 430–436 . — ISSN 0003-2697 . -doi : 10.1016 / 0003-2697(78)90372-X .
  6. VMMoín. [Un método simple y específico para determinar la actividad de la glutatión peroxidasa en los eritrocitos ] // Laboratornoe Delo. - 1986. - Edición. 12 _ — S. 724–727 . — ISSN 0023-6748 . Archivado desde el original el 11 de diciembre de 2021.
  7. A. V. Razygraev, A. D. Yushina, I. A. Titovich. Método para determinar la actividad de la glutatión peroxidasa en el cerebro de ratones y su aplicación en un experimento farmacológico  // Boletín de biología y medicina experimental. - 2018. - T. 165 , N º 2 . - S. 261-267 . Archivado desde el original el 11 de diciembre de 2021.
  8. Razygraev A.V., Taborskaya K.I., Petrosyan M.A., Tumasova Zh.N. Actividades de tiolperoxidasa del plasma sanguíneo de rata determinadas usando peróxido de hidrógeno y 5,5`-ditiobis (ácido 2-nitrobenzoico)  // Química biomédica. - 2016. - T. 62 , N º 4 . - S. 431-438 . — ISSN 10.18097/PBMC20166204431 . Archivado desde el original el 9 de diciembre de 2018.
  9. Ran Q., Liang H., Ikeno Y., et al. La reducción de la glutatión peroxidasa 4 aumenta la esperanza de vida a través de una mayor sensibilidad a la apoptosis  //  The Journals of Gerontology  : revista. - 2007. - vol. 62 , núm. 9 _ - Pág. 932-942 . —PMID 17895430 .
  10. MILLS GC Catabolismo de la hemoglobina. I. Glutatión peroxidasa, una enzima de eritrocitos que protege a la hemoglobina de la descomposición oxidativa  (inglés)  // Journal of Biological Chemistry  : revista. - 1957. - noviembre ( vol. 229 , n. 1 ). - pág. 189-197 . — PMID 13491573 .

Véase también