Глутатион редуктаза и нейното биомедицинско значение

Ключови думи: GLUTATION PEROXIDASE/имунология. РЕДУКТАЗА НА ГЛУТАЦИЯ/имунология. ДИАБЕТ МЕЛИТ/патофизиология; БОЛЕСТ НА ПАРКИНСОН/патофизиология. ИСХЕМИЯ/патофизиология. PEPTIC ULCER/патофизиология. ЗАТЪЛВАНЕ/патофизиология.

биомедицинско

ВЪВЕДЕНИЕ

Реактивните кислородни видове са атоми, йони и молекули с един или повече нечетни електрони в най-външната орбитала; както и молекули, получени от кислород, които имат висока реактивна способност. Тези видове могат да причинят увреждане на различни тъкани, като взаимодействат с молекули от биологично значение. Поради потенциалния си разрушителен ефект, тялото използва мощни механизми, за да предотврати натрупването на тези коренни форми; Те включват ендогенни антиоксидантни среди, съставени от някои ензимни системи и други екзогенни, съставени от някои витамини.

Една от тези антиоксидантни системи е системата за глутатион пероксидаза/глутатион редуктаза. Глутатион редуктаза (GRd, EC 1.6.4.2.) Е флавоензим, зависим от редуциран никотинамин аденин динуклеотид фосфат (NADPH), който катализира редукцията на окисления глутатион (GSSG) до редуциран глутатион (GSH), който ще се използва от глутатион пероксидазата (GPx) за редукция на водороден прекис (H2O2) и липопероксиди (L-OOH), които са токсични елементи. Тоест, той специално има въртяща функция при оксидативен стрес. Това се среща във всички аеробни организми, както и в някои висши растения, за това, което изглежда е квазиуниверсален ензим.

GRd е хомодимерен ензим, съставен от 2 идентични субединици, свързани чрез дисулфиден мост (cis 90-cis 90 '); Всяка субединица съдържа 478 аминокиселини с молекулно тегло 51 569 далтона и в своята структура представлява гъвкаво N-крайно удължение (остатъци 1-18) и 4 добре дефинирани структурни домена: 3

  1. Домен, свързан с флавин аденин динуклеотид (FAD) (остатъци 19-157).
  2. NADPH-свързващ домен (остатъци 158-293).
  3. Централен домейн (остатъци 294-364).
  4. Интерфейсен домейн (остатъци 365-478).
И двете субединици имат основни остатъци, които допринасят за активните и свързващи места на окисления глутатион (GSSG), така че той не проявява ензимна активност в мономерната си форма, тъй като мястото му на свързване за субстрата и каталитичното му място са съставени от остатъци от двете субединици. 4-6

GRd съдържа FAD и дисулфид в активния си сайт. Каталитичната реакция изисква редуциране на активното място чрез NADPH, като се получава полухинон от FAD, сулфиден радикал и тиол. След редукция на активното място от NADPH, NADP може да се освободи преди или след каталитичния етап, включващ глутатион.

Антиоксидантната система GPx/GRd е свързана с други антиоксидантни системи като супероксиддисмутази/каталаза (SOD/CAT). Забелязано е, че и двете системи не действат едновременно, CAT действа в присъствието на високи концентрации на H2O2 и при ниски концентрации GPx действа. Активността на CAT и GPx е обратно свързана, докато CAT и GRd показват положителна корелация

НАМАЛЯВАНЕ НА ГЛУТАЦИЯТА ПРИ ЗДРАВЕ И БОЛЕСТ

GRd позволява да се поддържа концентрация на GSH в клетката не само за да се използва от GPx за елиминиране на H2O2; Този GSH е полезен за възстановяване на витамини С (аскорбинова киселина) и Е (алфа-токоферол) след участие в елиминирането на свободните радикали, генерирани in situ или дистанционно. GSH участва също така в детоксикацията на ксенобиотични съединения, съхранението и транспорта на цистеин, регулирането на редокс баланса на клетката, метаболизма на левкотриените и простагландините, синтеза на дезоксирибонуклеотиди, имунната функция и клетъчната пролиферация.

Следователно промяната на активността на GRd ще доведе до намаляване на концентрациите на GSH, което ще доведе до увеличаване на нивата на реактивни кислородни видове.

Промяната на активността на GRd и нивата на GSH поради тази последица е докладвана при няколко патологични процеса и е свързана с повишен риск от оксидативен стрес.

Нивата на активност на GPx и GRd в метастатичните меланомни клетъчни линии B16-F10 са по-високи, отколкото в мишите неметастатични меланомни клетки B-16, с намаляване на активността на ензимите, които метаболизират GSH в нахлулата тъкан.