Caractéristiques du glutathion, structure, fonctions, biosynthèse

Il Glutathion (Gsh) Il s'agit d'une petite molécule tripeptidique (avec seulement trois déchets non protéiques) qui participe à de nombreux phénomènes biologiques tels que la mécanique enzymatique, la biosynthèse des macromolécules, le métabolisme intermédiaire, la toxicité de l'oxygène, le transport intracellulaire, etc.

Ce petit peptide, présent chez les animaux, dans les plantes et dans certaines bactéries, est considéré comme un "amortir" réducteur d'oxyde, car c'est l'un des principaux composés de faible poids moléculaire qui contient du soufre et manquent de toxicité associée aux résidus de cystéine.

Structure moléculaire du glutathion (Source: Claudio Pistilli [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)] via Wikimedia Commons)

Certaines maladies chez l'homme ont été associées à la carence en enzymes spécifiques du métabolisme du glutathion, et cela est dû à leurs multiples fonctions dans le maintien de l'homéostasie corporelle.

La malnutrition, le stress oxydatif et d'autres pathologies subis par les êtres humains peuvent être mises en évidence comme une diminution drastique du glutathion, il s'agit donc parfois d'un bon indicateur de l'état de la santé des systèmes corporels.

Pour les plantes, de la même manière, le glutathion est un facteur indispensable pour sa croissance et son développement, car il remplit également les fonctions dans de multiples voies de biosynthèse et est essentiel pour la détoxification cellulaire et l'homéostasie interne, où elle agit comme un puissant antioxydant.

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Caractéristiques

Les premières études menées en relation avec l'emplacement subcellulaire du glutathion ont démontré qu'elle était présente dans les mitochondries. Par la suite, il a également été observé dans la région correspondant à la matrice nucléaire et dans les peroxysomes.

À l'heure actuelle, il est connu que le compartiment où sa concentration est plus abondante est dans le cytosol, car il est activement produit et transporté vers d'autres compartiments cellulaires tels que les mitochondries.

Dans les cellules de mammifères, la concentration de glutathion est dans la plage de millimoles, tandis que dans le plasma sanguin, sa forme réduite (GSH) se trouve dans les concentrations micromolaires.

Cette concentration intracellulaire ressemble à la concentration de glucose, de potassium et de cholestérol, des éléments indispensables pour la structure cellulaire et le métabolisme.

Certains organismes ont des molécules analogiques ou des variantes de glutathion. Les parasites protozoaires qui affectent les mammifères ont une forme connue sous le nom de «tripanotion» et dans certaines bactéries, ce composé est remplacé par d'autres molécules sulfurisées telles que le thiosulfate et la glutamilcystéine.

Certaines espèces de plantes ont, en plus du glutathion, des molécules homologues qui ont des déchets autres que la glycine à l'extrémité C-terminale (homoglutation), et qui se caractérisent par des fonctions similaires similaires à celles du tribéptide en question.

Malgré l'existence d'autres composés similaires au glutathion dans différents organismes, c'est l'un des "thioles".

La relation élevée qui existe normalement entre la forme réduite (GSH) et la forme oxydée (GSSG) du glutathion est une autre caractéristique distinctive de cette molécule.

Structure

Gutation ou l-alleman-glutamil-cisteinyl-glycine, comme son nom l'indique, est composé de trois déchets d'acides aminés: l-glutamate, l-cystéine et glycine. Les résidus de cystéine et de glycine se lient les uns aux autres à travers des liaisons peptidiques courantes, c'est-à-dire entre le groupe α-carboxyle d'un acide aminé et le groupe α-amino de l'autre.

Cependant, le lien entre le glutamate et la cystéine n'est pas typique de la protéine, car il se produit entre la partie γ-carboxyle du groupe R du glutamate et le groupe α-amino de la cystéine, donc ce lien est qu'il est appelé γ lien.

Cette petite molécule a une masse molaire d'un peu plus de 300 g / mol et la présence de la liaison γ semble être cruciale pour l'immunité de ce peptide contre l'action de nombreuses enzymes d'amipeptidase.

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Les fonctions

Comme mentionné, le glutathion est une protéine qui participe à de nombreux processus cellulaires d'animaux, de plantes et de certains procaryotes. En ce sens, votre participation générale peut être mise en évidence:

-Processus de synthèse des protéines et de dégradation

-La formation de précurseurs ribonucléotides de l'ADN

-La régulation de l'activité de certaines enzymes

-La protection des cellules en présence d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) et d'autres radicaux libres

-Transduction du signal

-Expression génétique et dans

-Apoptose ou mort cellulaire programmée

Coenzyme

Il a également été déterminé que le glutathion fonctionne comme coenzyme dans de nombreuses réactions enzymatiques, et qu'une partie de son importance est liée à ce qui a la capacité de transporter des acides aminés sous forme d'acides aminés γ-glutamil.

Le glutathion qui peut quitter la cellule (qui le fait sous sa forme réduite) est capable de participer à des réactions de réduction de l'oxyde au voisinage de la membrane plasmique et de l'environnement cellulaire environnant, qui protège les cellules de dommage devant différents types d'agents oxydants.

Stockage de cystéine

Ce Tripeptido fonctionne également comme une source de stockage de cystéine et contribue au maintien de l'état réduit des groupes de sulfhydhyle protéique à l'intérieur du groupe Hemo du groupe HEMO des protéines qui contiennent ledit cofacteur.

Repliement des protéines

Lorsque vous participez au repliement des protéines, il semble avoir une fonction importante en tant qu'agent réducteur de ponts disulfure qui ont été formés de manière inappropriée dans les structures de protéines, qui est généralement due à l'exposition à des agents oxydants tels que l'oxygène, le peroxyde d'hydrogène, le peroxinitrite et certains superoxydes.

Fonction dans les érythrocytes

Dans les érythrocytes, le glutathion réduit (GSH) produit par l'enzyme réductase glutathion peroxydase, qui produit de l'eau oxydée et du glutathion (GSSG).

La décomposition du peroxyde d'hydrogène et, par conséquent, la prévention de son accumulation dans les érythrocytes, prolonge la durée de vie de ces cellules, car elle évite les dommages oxydatifs qui peuvent se produire dans la membrane cellulaire et qui peut se terminer dans l'hémolyse.

Métabolisme xénobiotique

Le glutathion est également un protagoniste important du métabolisme xénobiotique, grâce à l'action enzymatique du glutathion S-transférase qui génère des conjugués de glutathion qui peuvent ensuite être métabolisés intracellulaires.

C'est sage.

État oxydatif des cellules

Comme le glutathion existe sous deux formes, une réduction et une oxydée, la relation entre les deux molécules détermine l'état redox des cellules. Si le rapport GSH / GSSG est supérieur à 100, les cellules sont considérées comme saines, mais si elle est proche de 1 ou 10, il peut être un indicateur que les cellules sont dans un état de stress oxydatif.

Biosynthèse

Tripideide glutathy is synthesized inside cellular, both plants and animals, by the action of two enzymes: (1) the γ-glutamilcistine synthetase and (2) the synthetase glutathione (GSH synthetase), while its degradation or “ decomposition ”depends on the action de l'enzyme de transpeptidase γ-glutamil.

Dans les organismes végétaux, chacune des enzymes est codée par un seul gène et des défauts dans l'une des protéines ou leurs gènes codants peuvent provoquer une létalité dans les embryons.

Peut vous servir: phylogénie

Dans l'être humain, comme dans d'autres mammifères, le principal site de synthèse et d'exportation de la question du glutathion.

La synthèse de Novo de glutathion, leur régénération ou leur recyclage, nécessitent de l'énergie de l'ATP pour se produire.

Glutathion réduite (GSH)

Le glutathion réduit dérive des acides aminés glycine, glutamate et cystéine, comme déjà mentionné, et sa synthèse commence par l'activation (en utilisant l'ATP) du groupe γ-carboxyle de glutamate (du groupe R) à former un intermédiaire acyl phosphate,, qu'il est attaqué par le groupe α-amino de la cystéine.

Cette première réaction de condensation de deux acides aminés est catalysée par la γ-glutamilcisteine ​​synthétase et est généralement affectée par la disponibilité intracellulaire des acides aminés glutamate et cystéine.

Le dipéptide ainsi formé est par la suite condensé avec une molécule de glycine grâce à l'action de la synthétase GSH. Au cours de cette réaction, une activation ATP du groupe α-carboxyle de la cystéine se produit également pour former un acyl phosphate et donc favoriser la réaction avec le résidu de glycine.

Glutathion oxydé (GSSG)

Lorsque le glutathion réduit participe à des réactions de réduction de l'oxyde, la forme oxydée est en fait constituée de deux molécules de glutathion attachées les unes aux autres par des ponts disulfure; C'est pour cette raison que la forme rouillée est abrégée avec l'acronyme "GSSG".

La formation des espèces oxydées de glutathion dépend d'une enzyme appelée mais de peroxydase ou de peroxydase GSH, qui est une peroxydase qui contient une sélénocystéine (un résidu de cystéine qui au lieu d'avoir un atome de soufre a un de sélénium) en son dans son placer des actifs.

L'interconversion entre les formes oxydées et réduites est donnée grâce à la participation d'une GSSG réductase ou d'un glutathion réductase.

Avantages de votre apport

Le glutathion peut être administré oral, topique, intraveineux, intranasal ou nébulisé, afin d'augmenter leur concentration systémique chez les patients souffrant de stress oxydatif, par exemple.

Cancer

Les enquêtes menées en ce qui concerne l'administration de glutathion orale suggèrent que son apport peut réduire les risques de l'état du cancer buccal et que, administré avec la chimiothérapie oxydative, réduit les effets négatifs de la thérapie chez les patients cancéreux.

VIH

Généralement, les patients infectés par le virus de l'immunodéficience acquis (VIH) ont des carences intracellulaires au glutathion dans les globules rouges et dans les cellules T et les monocytes, ce qui conditionne leur fonctionnement correct.

Dans une étude menée par Morris et des collaborateurs, il a été démontré que l'offre de glutathion aux macrophages de patients séropositifs a considérablement amélioré la fonction de ces cellules, en particulier face aux infections par des agents pathogènes opportunistes tels que M. tuberculose.

Activité musculaire

D'autres études ont à voir avec l'amélioration de l'activité contractile des muscles, de la défense antioxydante et des dommages oxydatifs causés en réponse aux lésions d'ischémie / reperfusion après l'administration orale de GSH pendant l'entraînement en résistance physique.

Pathologies du foie

Il a été considéré, à son tour, que son apport ou son administration intraveineux a des fonctions dans la prévention des progrès de certains types de cancer et dans la réduction des dommages cellulaires qui se produisent à la suite de certaines pathologies hépatiques.

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Antioxydant

Bien que toutes les études signalées n'aient pas été menées chez des patients humains, mais ce sont généralement des tests dans des modèles animaux (généralement murin), les résultats obtenus dans certains essais cliniques affirment l'efficacité du glutathion exogène comme antioxydant.

Pour cette raison, il est utilisé pour le traitement des cataractes et du glaucome, en tant que produit «anti-âge», pour le traitement de l'hépatite, de nombreuses maladies cardiaques, de la perte de mémoire et pour le renforcement du système immunitaire, et pour la purification après empoisonnement avec des métaux lourds et des médicaments.

"Absorption"

Le glutathión administré de manière exogène ne peut pas entrer dans les cellules à moins qu'il ne soit hydrolysé à leurs acides aminés constituants. Par conséquent, l'effet direct de l'administration (orale ou intraveineux) de ce composé est l'augmentation de la concentration intracellulaire de GSH grâce à la contribution des acides aminés nécessaires pour leur synthèse, qui peut être efficacement transporté vers le cytosol.

Effets secondaires

Bien qu'il soit considéré que l'apport de glutathion est "sûr" ou inoffensif, pas suffisamment d'études sur leurs effets secondaires.

Cependant, parmi les quelques études rapportées, il est connu qu'il peut avoir des effets négatifs qui résultent de l'interaction avec d'autres médicaments et qui peuvent être nocifs pour la santé dans divers contextes physiologiques.

S'il est pris à long terme, il semble que les niveaux de zinc agissent en diminution excessive.

Les références

1. Allen, J., & Bradley, R. (2011). Effets du glutathion orale. Le Journal of Alternative and Compmentary Medicine, 17(9), 827-833.
2. Conklin, k. POUR. (2009). Antioxydants alimentaires pendant la chimiothérapie du cancer: impact sur l'efficacité chimiothérapeutique et le développement des effets secondaires. Nutrition et cancer, 37(1), 1-18.
3. Meister, un. (1988). Le métabolisme du glutathion et sa modification sélective. Le Journal of Biological Chemistry, 263(33), 17205-17208.
4. Meister, un., & Anderson, M. ET. (1983). Glutathion. Ann. Rev Biochem., 52, 711-760.
5. Morris, D., Guerre, C., Khurasany, m., Guilford, F., & Saviola, B. (2013). Fonctions de macrophage d'amélioration de la supplémentation en glutathiona en VIH. Journal of Interferon & Cytokine Research, onze.
6. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Biochimie illustrée de Harper (28e Ed.). McGraw-Hill Medical.
7. Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2009). Principes de lehninger de la biochimie. Éditions Omega (5e Ed.). https: // doi.org / 10.1007 / S13398-014-0173-7.2
8. Noctor, g., Mhamdi, un., Chaouch, s., Han, et. Toi., Neukermans, J., Marquez-Garcia, B.,... foyer, c. H. (2012). Glutathion dans les plantes: un aperçu intégré. Plante, cellule et environnement, 35, 454-484.
9. Pizzorno, j. (2014). Glutathion! Médecine d'investigation, 13(1), 8-12.
10. Qanungo, s., Starke, D. W., Pai, h. V, Myyal, J. J., & Nimeminen, à. (2007). Glutathion. Le Journal of Biological Chemistry, 282(25), 18427-18436.
11. Ramires, P. R., & Ji, l. L. (2001). La supplémentation et l'entraînement de la glutathiona augmentent la résistance myocardique à l'ischémie-reperfusion in vivo. Ann. J. Physiol. Circ. Physiol., 281, 679-688.
12. Sesies, H. (2000). Glutathion et son rôle dans les fonctions cellulaires. Biologie des radicaux libres et médecine R, 27(99), 916-921.
13. Wu, g., Croc, et., Yang, s., Lupton, J. R., & Turner, n. D. (2004). Le métabolisme du glutathion et ses implications pour la santé. Société américaine pour les sciences nutritionnelles, 489-492.