Różne oblicza biologicznej roli glutationu.pdf

(907 KB) Pobierz

Postepy Hig Med Dosw. (online), 2007; 61: 438-453

e-ISSN 1732-2693

www. phmd .pl

Review

Różne oblicza biologicznej roli glutationu

Received:

2007.02.21

Accepted:

2007.06.26

Published:

2007.07.11

The different aspects of the biological role of glutathione

Anna Bilska, Agata Kryczyk, Lidia Włodek

Katedra Biochemii Lekarskiej Uniwersytetu Jagiellońskiego Collegium Medicum w Krakowie

Streszczenie

Glutation odgrywa główną rolę w utrzymaniu ﬁ zjologicznej równowagi między prooksydantami

i antyoksydantami, co decyduje o życiu i śmierci komórek. Glutation występuje w tkankach or-

ganizmu ludzkiego w kilku postaciach redoksowych, z których najistotniejsze są: glutation zre-

dukowany (GSH), glutation utleniony (GSSG), S-nitrozoglutation (GSNO) oraz mieszane di-

siarczki glutationu i białek. Obecność każdej z tych postaci w zależności od rodzaju komórki

i jej stanu metabolicznego może być dla organizmu korzystna lub niepożądana. Istnieje wyraźny

związek między poziomem różnych postaci redoksowych glutationu a szeroko pojętym proble-

mem redoksowej regulacji metabolizmu komórki. W tej sytuacji możliwość regulowania pozio-

mu glutationu w komórkach może stanowić niezmiernie ważny czynnik wspomagający leczenie.

Wzrost poziomu glutationu jest korzystny we wszystkich stanach chorobowych, którym towarzy-

szy spadek poziomu GSH, natomiast obniżenie poziomu GSH jest wskazane do wywołania krót-

kotrwałej immunosupresji w powiązaniu z transplantacją narządów, a także w komórkach nowo-

tworowych do selektywnego zwiększania ich wrażliwości na chemio- i radioterapię. Sam GSH

nie może być stosowany w celach terapeutycznych ponieważ nie ulega transportowi przez bło-

nę komórkową. Również cysteina – aminokwas limitujący szybkość biosyntezy glutationu nie

może być stosowana w terapii z powodu dużej neurotoksyczności. Dlatego obecnie obserwuje

się intensywne poszukiwania możliwości modulowania poziomu GSH i cysteiny w komórkach,

a problem ten może stanowić przedmiot interdyscyplinarnych badań łączących takie gałęzie na-

uki, jak biologia, farmakologia, toksykologia i medycyna kliniczna.

Słowa kluczowe:

glutation • antyoksydanty • stres oksydacyjny • S-nitrozoglutation • glutationylacja białek

Summary

Glutathione plays a key role in maintaining a physiological balance between prooxidants and an-

tioxidants, crucial for the life and death of a cell. Glutathione occurs in the human body in seve-

ral redox forms, of which reduced glutathione (GSH), oxidized glutathione (GSSG), S-nitroso-

glutathione (GSNO), and mixed disulﬁ des of glutathione with proteins are the most important.

There is a clear relationship between the levels of different redox forms of glutathione and the

regulation of cellular metabolism in a broad sense. Therefore, each of these forms of glutathio-

ne can be beneﬁ cial or harmful to the organism depending on the cell type and its metabolic sta-

tus. In such a situation, elevation of GSH level can constitute a very important factor aiding tre-

atment. A rise in GSH level is beneﬁ cial in all pathological states, accompanied by lowered GSH

content, while a lowering of GSH level is an indication to induce short-term immunosuppres-

sion required in organ transplantation and in tumor cells to selectively increase their sensitivity

to chemo- and radiotherapy. GSH itself cannot be used as a therapeutic since it is not transpor-

ted through plasma membranes. Cysteine, an amino acid which limits glutathione biosynthesis,

also cannot be used in therapy due to its high neurotoxicity. For this reason, there is currently an

intensive search for possibilities of modulating cellular glutathione and cysteine levels, and this

438

Electronic PDF security powered by www.IndexCopernicus.com

817080106.119.png

817080106.130.png

817080106.141.png

Bilska A. i wsp. – Różne oblicza biologicznej roli glutationu

problem can be the subject of interdisciplinary studies combining such scientiﬁ c ﬁ elds as biolo-

gy, pharmacology, toxicology, and clinical medicine.

Key words:

glutathione • antioxidants • oxidative stress • S-nitrosoglutathione • protein

glutathionylation

Full-text PDF:

http://www.phmd.pl/pub/phmd/vol_61/10701.pdf

Word count:

6100

Tables:

1

Figures:

10

References:

85

Adres autorki:

dr hab. Lidia Włodek, prof. UJ, Katedra Biochemii Lekarskiej Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego,

ul. Kopernika 7, 31-034 Kraków; e-mail: mbwlodek@cyf-kr.edu.pl

Wykaz skrótów:

GSH – glutation; GSSG – disulﬁ d glutationu; GSNO – S-nitrozoglutation;

g -GT – g -glutamylotranspeptydaza; DP – dipeptydaza cysteinyloglicynowa; RG – reduktaza

glutationowa; STG – S-transferaza glutationowa; g -STC – syntetaza g -glutamylocysteinylowa;

SG – syntetaza glutationowa; BSO – butioninosulfoksyimina; RFT – reaktywne formy tlenu;

RFA – reaktywne formy azotu; LA – liponian; DHLA – dihydroliponian.

W PROWADZENIE

• Jedno- i dwuelektronowe reakcje odwodorowania z po-

wstawaniem rodników tiylowych i disulﬁ dów.

• Reakcje utleniania, w których siarka przechodzi na do-

datnie stopnie utlenienia; ostatecznym produktem tego

typu przemian są kwasy sulfonowe.

• Dysocjacja kwasowa grup –SH; powstające aniony tio-

lanowe (–S¯) są nukleoﬁ lami, które reagują z: (1) di-

siarczkami –SS-; prowadzi to do wymiany tiolowo-

disiarczkowej, (2) egzo- i endogennymi związkami

elektroﬁ lowymi; prowadzi to do utworzenia S-koniu-

gatów, (3) kationem nitrozoniowym NO + , jedną z reak-

tywnych form azotu; prowadzi to do powstania S-nitro-

zotioli.

• Kompleksowanie jonów metali.

Glutation, czyli g-glutamylocysteinyloglicyna (g-glu-cys-

gly) jest najbardziej rozpowszechnionym niskocząsteczko-

wym związkiem tiolowym w przyrodzie (ryc. 1). Występuje

we wszystkich komórkach prokariotycznych i eukario-

tycznych. Związek ten po raz pierwszy został opisany już

w 1888 r. przez de Rey-Pailhade’a [62]. Obecnie glutation

jest jedną z intensywniej badanych cząsteczek występują-

cych w komórkach organizmu ludzkiego. W poświęconych

mu publikacjach naukowych, związek jest przedstawiany

jako niezwykły, osobliwy [79]. W opracowaniach popu-

larnonaukowych entuzjazm jest jeszcze większy.

Ta „dobra (naukowa i nienaukowa) prasa” glutationu jest

w pełni uzasadniona. Niezwykła i osobliwa jest bowiem

i struktura glutationu, jego biosynteza i biodegradacja, jak

również pełnione funkcje. Biosynteza glutationu przebiega

w cytoplazmie niemal wszystkich komórek z glutaminianu

(glu), cysteiny (cys) i glicyny (gly) bez matrycy RNA [64].

Osobliwość struktury polega na tym, że z grupą a-aminową

cysteiny wiąże się grupa nie a-, a g-karboksylowa glutami-

nianu, tworząc w ten sposób nietypowe wiązanie peptydowe

(wiązanie izopeptydowe). Wiązanie to chroni glutation przed

wewnątrzkomórkowymi peptydazami. Jedynym enzymem,

dla którego wiązanie to nie stanowi przeszkody jest, umiej-

scowiona po zewnętrznej stronie błony komórkowej, g-glu-

tamylotransferaza [EC 2.3.2.2], zwana też glutationazą.

Antyoksydacyjne działanie glutationu wiąże się z detok-

sykacją nadtlenku wodoru, nadtlenków organicznych i in-

nych reaktywnych form tlenu, a także egzo- i endogennych

związków elektroﬁ lnych oraz z możliwością chelatowania

niebezpiecznych jonów metali [70,79]. Potencjał redoks

układu GSSG/GSH umożliwia również reakcje między

glutationem zredukowanym a utlenionymi postaciami in-

nych antyoksydantów (tabela 1).

Jednak w miarę poszerzania się wiedzy o glutationie sta-

je się coraz bardziej oczywiste, że zasięg jego działania

w komórce jest znacznie większy. Glutation poza zmiata-

niem RFT i regeneracją innych antyoksydantów uczestni-

czy także w odtwarzaniu uszkodzonych składników ko-

mórki, głównie białek i lipidów błon komórkowych oraz

DNA [70]. Ponadto związek bierze udział w utrzymaniu

prawidłowego potencjału redoksowego komórek [20], co

ma znaczenie w regulacji wewnątrzkomórkowego meta-

bolizmu [28], w procesach wzrostu i różnicowania się ko-

mórek [70,71] i apoptozy [35,36]. Badania ostatnich lat

wskazują, że w ośrodkowym układzie nerwowym gluta-

tion pełni rolę swoistego neuromodulatora neurotransmi-

sji glutaminianergicznej oraz nowego neuroprzekaźnika

Drugą, oprócz wiązania izopeptydowego, cechą charak-

terystyczną w strukturze glutationu jest obecność, należą-

cej do reszty cysteiny, grupy tiolowej (–SH), z którą bez-

pośrednio wiążą się jego biologiczne funkcje. Grupy –SH

należą do najbardziej reaktywnych grup chemicznych, ja-

kie występują w komórce [29,54].

Do najważniejszych przemian w układach biologicznych

przebiegających z udziałem grup –SH należą:

439

Electronic PDF security powered by www.IndexCopernicus.com

817080106.152.png

817080106.001.png

817080106.012.png

817080106.023.png

817080106.034.png

Postepy Hig Med Dosw (online), 2007; tom 61: 438-453

Tabela. 1. Wartości standardowego biologicznego potencjału redoks

(E 0 ’ ) reakcji jedno- i dwuelektrodowych dla wybranych

układów biologicznych

_

Układ

E 0 ’ [V]

_

GSSG/GSSG •– (glutation)

–1,50

Fe +3 /Fe +2

–0,77

O 2 / O 2 •–

–0,33

NAD(P) + /NAD(P)H

–0,32

liponian/dihydroliponian

–0,29

GSSG/GSH (glutation)

–0,23

Ryc. 1. Glutation

Cu +2 /Cu +

–0,17

FAD/FADH 2

–0,06

[16,19,33,47,55]. Pojawiają się jednak doniesienia o możli-

wości niekorzystnego działania glutationu [22,25]. Związek

ten budzi więc coraz większe zainteresowanie lekarzy i far-

makologów, a liczba ośrodków podejmujących badania po-

święcone strategiom selektywnego modulowania poziomu

glutationu w komórkach stale rośnie.

ESSE/ESH (ergotioneina)

–0,06

dehydroaskorbinian/askorbinian

–0,058

chromanoksylowy rodnik

tokoferolu/tokoferol

+0,48

O 2 /H 2 O

+0,82

P ODSTAWOWY METABOLIZM GLUTATIONU

H 2 O 2 /O 2 •–

+0,87

Cykl g-glutamylowy

ROO • /ROOH

+1,00

Biosynteza i biodegradacja glutationu są częścią procesu

metabolicznego przedstawionego przez Meistera, określa-

nego jako cykl g-glutamylowy (ryc. 2) [61,63]. Cykl g-glu-

tamylowy jest jednym z ciekawszych odkryć z zakresu bio-

chemii glutationu.

NO • /NO +

+1,21

GS • /GS – (glutation)

+0,92

H 2 O 2 /H 2 O

+1,32

• OH/ H 2 O

+2,31

W organizmie człowieka biosynteza glutationu odbywa

się w cytoplazmie wszystkich niemal komórek, w dwu-

stopniowej reakcji przebiegającej z udziałem zależnych

od ATP enzymów: syntetazy g-glutamylocysteinylowej

[gSGC; EC 6.3.2.2] oraz syntetazy glutationowej [SG; EC

6.3.2.3]. Podstawowymi substratami w biosyntezie gluta-

tionu (g-glu-cys-gly) są trzy aminokwasy: L-a glutaminian

(glu), L-a cysteina (cys) oraz glicyna (gly).

Końcowy produkt reakcji – glutation, hamuje na zasadzie

ujemnego sprzężenia zwrotnego aktywność gSGC i wyłą-

cza biosyntezę. Z kolei nadmiar glutaminianu poprzez in-

terakcję z miejscem regulatorowym gSGC może ponow-

nie nasilać biosyntezę glutationu [73].

glu + cys + ATP ⎯⎯⎯® g-glu-cys + ADP + Pi (1)

Glutation, syntetyzowany w cytosolu komórek, jest degra-

dowany w przestrzeni pozakomórkowej. Proces ten, podob-

nie jak biosynteza, zachodzi dwustopniowo, z udziałem

g-glutamylotranspeptydazy [g-GT; EC 2.3.2.2] oraz dipep-

tydazy cysteinyloglicynowej [DP; EC 3.4.13.6]. Enzymy

te, to białka błonowe, umiejscowione po zewnętrznej po-

wierzchni błony komórkowej.

g-glu-cys + gly +ATP ⎯⎯⎯® g-glu-cys-gly + ADP + Pi (2)

W reakcji pierwszej, katalizowanej przez gSGC powstaje

nietypowe wiązanie peptydowe między grupą g-karboksy-

lową glutaminianu a grupą aminową cysteiny. Czynnikiem

ograniczającym szybkość tej reakcji jest dostępność cy-

steiny. Z metioniny jako prekursora cysteiny mogą jedy-

nie korzystać te tkanki, w których występuje aktywność

enzymów związanych z biodegradacją tego aminokwasu,

a więc wątroba oraz w mniejszym stopniu nerki i trzust-

ka [8]. Natomiast dla wszystkich pozostałych tkanek jedy-

nym źródłem cysteiny jest osocze, gdzie cysteina występuje

głównie w postaci disiarczku, czyli cystyny (Cys-S-S-Cys).

Aktywność gSGC jest ponadto regulowana na poziomie

transkrypcji poprzez szlaki sygnałowe zależne od stanu

redoksowego komórek [73,80]. W drugiej reakcji, katali-

zowanej przez SG powstaje wiązanie peptydowe między

grupą karboksylową cysteiny a grupą aminową glicyny.

g-glu-cys-gly + aa ⎯⎯⎯® cys-gly+ g-glu-aa (3)

cys-gly + H 2 O ⎯⎯⎯® cys + gly (4)

W pierwszym etapie biodegradacji z udziałem gGT (reak-

cja 3) następuje hydroliza nietypowego wiązania pepty-

dowego (izopeptydowego) między grupą g-karboksylową

glutaminianu, a grupą aminową cysteiny. Uwolniona reszta

g-glutamylowa jest przenoszona na akceptor aminokwaso-

wy (aa) z utworzeniem g-glutamyloaminokwasu (g-glu-aa).

Powstający dipeptyd cysteinyloglicyna pod wpływem DP

(reakcja 4) ulega dalszej hydrolizie do glicyny i cysteiny,

440

Electronic PDF security powered by www.IndexCopernicus.com

817080106.045.png

817080106.056.png

817080106.067.png

817080106.076.png

817080106.077.png

817080106.078.png

817080106.079.png

817080106.080.png

817080106.081.png

817080106.082.png

817080106.083.png

817080106.084.png

817080106.085.png

817080106.086.png

817080106.087.png

Bilska A. i wsp. – Różne oblicza biologicznej roli glutationu

Ryc. 2. Cykl γ-glutamylowy Meistera (wg [64]; zmody kowana)

Ryc. 3. Powstawanie reaktywnych form tlenu w wyniku aktywności γGT

a g-glu-aa wraca do komórki, gdzie pod wpływem g-gluta-

mylocyklotransferazy jest przekształcany do wolnego ami-

nokwasu i 5-oksoproliny. Ta ostatnia z udziałem zależnej

od ATP oksoprolinazy jest przekształcana do glutaminia-

nu. Powstałe w wyniku enzymatycznego rozpadu glutatio-

nu aminokwasy (glu, cys, gly) mogą zatem ponownie być

wykorzystane do jego biosyntezy. Należy tu wspomnieć,

że w warunkach ﬁ zjologicznych występuje przewaga anio-

nu tiolanowego dipeptydu cysteinylo-glicynowego (wartość

pKa grupy tiolowej cysteinylo-glicyny wynosi 7,9; dla przy-

pomnienia wartość pKa grupy tiolowej GSH wynosi 8,8).

Anion ten w obecności nawet śladowych ilości jonów Fe +3

ulega utlenieniu do rodnika tiylowego cysteinylo-glicyny

z jednoczesną redukcją jonów Fe +3 do Fe +2 . W reakcji Fe +2

z tlenem cząsteczkowym powstaje anionorodnik ponadtlen-

kowy, będący substratem dla dysmutazy ponadtlenkowej,

a ostatecznym produktem tych przemian jest nadtlenek wo-

doru (ryc. 3). Oznacza to, że procesowi zewnątrzkomórko-

wej hydrolizy GSH towarzyszy stres oksydacyjny, a GSH

z antyoksydanta staje się prooksydantem.

441

Electronic PDF security powered by www.IndexCopernicus.com

817080106.088.png

817080106.089.png

817080106.090.png

817080106.091.png

817080106.092.png

817080106.093.png

817080106.094.png

817080106.095.png

817080106.096.png

817080106.097.png

817080106.098.png

817080106.099.png

817080106.100.png

817080106.101.png

817080106.102.png

817080106.103.png

817080106.104.png

817080106.105.png

817080106.106.png

817080106.107.png

817080106.108.png

817080106.109.png

817080106.110.png

817080106.111.png

817080106.112.png

817080106.113.png

817080106.114.png

817080106.115.png

817080106.116.png

817080106.117.png

817080106.118.png

817080106.120.png

817080106.121.png

817080106.122.png

817080106.123.png

817080106.124.png

817080106.125.png

817080106.126.png

817080106.127.png

817080106.128.png

817080106.129.png

817080106.131.png

817080106.132.png

817080106.133.png

817080106.134.png

817080106.135.png

817080106.136.png

817080106.137.png

817080106.138.png

817080106.139.png

817080106.140.png

817080106.142.png

817080106.143.png

817080106.144.png

817080106.145.png

817080106.146.png

817080106.147.png

817080106.148.png

817080106.149.png

817080106.150.png

817080106.151.png

817080106.153.png

817080106.154.png

817080106.155.png

817080106.156.png

817080106.157.png

817080106.158.png

817080106.159.png

817080106.160.png

817080106.161.png

817080106.162.png

817080106.002.png

817080106.003.png

817080106.004.png

817080106.005.png

817080106.006.png

817080106.007.png

817080106.008.png

817080106.009.png

817080106.010.png

817080106.011.png

817080106.013.png

817080106.014.png

817080106.015.png

817080106.016.png

817080106.017.png

817080106.018.png

817080106.019.png

817080106.020.png

817080106.021.png

817080106.022.png

817080106.024.png

817080106.025.png

817080106.026.png

817080106.027.png

817080106.028.png

817080106.029.png

817080106.030.png

817080106.031.png

817080106.032.png

817080106.033.png

817080106.035.png

817080106.036.png

817080106.037.png

817080106.038.png

817080106.039.png

817080106.040.png

817080106.041.png

817080106.042.png

817080106.043.png

817080106.044.png

817080106.046.png

817080106.047.png

817080106.048.png

817080106.049.png

817080106.050.png

817080106.051.png

817080106.052.png

817080106.053.png

817080106.054.png

817080106.055.png

817080106.057.png

817080106.058.png

817080106.059.png

817080106.060.png

817080106.061.png

817080106.062.png

817080106.063.png

817080106.064.png

817080106.065.png

817080106.066.png

817080106.068.png

817080106.069.png

817080106.070.png

817080106.071.png

817080106.072.png

Postepy Hig Med Dosw (online), 2007; tom 61: 438-453

B IOCHEMIA UKŁADU OKSYDACYJNO - REDUKCYJNEGO GSSG/GSH

że aktywny NF-kB może wykazywać działanie antyapop-

totyczne [9]. Wykazano mianowicie, że aktywacja NF-kB

indukuje biosyntezę dysmutazy ponadtlenkowej (MnSOD;

EC 1.15.1.1), co zapobiega apoptozie neuronów wywołanej

działaniem czynnika TNF-a i ceramidu [60].

Wartość standardowego potencjału redoks E0’ (tabela 1)

dla dwuelektronowej reakcji odwodorowania grupy tiolowej

glutationu z utworzeniem disulﬁ du (GSSG/GSH) wynosi –

0,23 V [7]. Wartość ta jest niższa od wartości E0’ dla dwu-

elektronowych reakcji odwodorowania innych biotioli, takich

jak cysteina i ergotioneina oraz wielu innych reakcji odwodo-

rowania, natomiast jest wyższa jedynie w stosunku do warto-

ści E0’ dla dwuelektronowej reakcji odwodorowania liponia-

nu [3,7]. Utlenienie glutationu do disulﬁ du może zachodzić

nieenzymatycznie lub – jeżeli czynnikiem utleniającym jest

nadtlenek wodoru lub nadtlenki organiczne – enzymatycznie

z udziałem peroksydazy glutationowej [EC 1.11.1.9]. Disulﬁ d

glutationu powstały w procesie redukcji związków utleniają-

cych może zostać ponownie bezpośrednio zredukowany przez

dihydroliponian lub pod wpływem reduktazy glutationowej

[EC 1.6.4.2] z udziałem NADPH jako koenzymu [11,58].

Niezbędny w tej reakcji NADPH powstaje w wyniku działa-

nia dehydrogenazy glukozo-6-fosforanowej [EC 1.1.149] lub

dehydrogenazy izocytrynianowej [EC 1.1.1.42]. Potencjał re-

doksowy glutationu umożliwia również reakcje między gluta-

tionem zredukowanym (GSH) a utlenionymi innymi, nietio-

lowymi antyoksydantami (askorbinian, witamina E).

Aktywacji NF-kB przeciwdziałają związki chelatujące

jony metali i antyoksydanty, w tym również GSH oraz

czynniki powodujące wzrost poziomu GSH w komórkach

[41]. Przy ﬁ zjologicznym stosunku [GSH]/[GSSG] czyn-

nik NF-kB pozostaje w cytoplazmie w postaci nieaktyw-

nej [80]. Dokładny mechanizm działania GSH, jako inhi-

bitora aktywacji NF-kB jest jak dotąd nieznany. Na pewno

rola GSH polega tu, podobnie jak i innych antyoksydan-

tów na zmniejszaniu stresu oksydacyjnego. Można jednak

przypuszczać, że nie jest to mechanizm jedyny.

S-glutationylacja białek jako mechanizm regulacyjny

i antyoksydacyjny

Ostatnio duże zainteresowanie wzbudzają reakcje białek

z glutationem, prowadzące do powstawania mieszanych di-

siarczków (białko-S-S-glutation). Proces ten, nazywany S-

glutationylacją, postrzegany jest jako jeden ze sposobów

odwracalnej, kowalencyjnej modyﬁ kacji białek o znacze-

niu regulacyjnym i antyoksydacyjnym [51]. Największym

zagrożeniem dla komórek jest niebezpieczeństwo nieod-

wracalnego utlenienia grup –SH białek do kwasów sulﬁ no-

wych (B-SO 2 H) i sulfonowych (B-SO 3 H). Antyoksydacyjne

działanie tego procesu polega na ochronie grup –SH przed

nieodwracalnym utlenianiem, a tym samym przed nieod-

wracalną utratą biologicznej aktywności. Do utworzenia

mieszanych disiarczków białko-S-S-glutation prowadzą dwa

mechanizmy: (1) grupy –SH białek, odwracalnie utlenione

do rodników tiylowych (S • ), kwasów sulfenowych (-SOH)

lub S-nitrozotioli (SNT) reagują z GSH; (2) różne posta-

ci redoksowe glutationu (rodnik tiylowy glutationu – GS • ;

S-nitrozoglutation – GSNO; kwas sulfenowy glutationu –

GSOH) reagują z grupami -SH białek (ryc. 4).

N AJWAŻNIEJSZE BIOLOGICZNE FUNKCJE GLUTATIONU

W typowej komórce eukariotycznej dominuje postać zre-

dukowana glutationu (GSH), postać utleniona (GSSG)

stanowi mniej niż 1% całkowitej puli. Glutation występu-

je w cytoplazmie, mitochondriach i w jądrze w dużych,

dochodzących do 10 mM, stężeniach. Jedynie w siatecz-

ce endoplazmatycznej jego stężenie jest znacznie mniej-

sze, sięga tylko 2 mM [45]. Pozakomórkowe stężenia glu-

tationu, z wyjątkiem żółci, która zawiera glutation nawet

w stężeniu 10 mM, są znacznie niższe (np. w osoczu krwi

stężenie glutationu wynosi około 20 μM) i dominuje po-

stać utleniona [54].

Glutation jako najważniejszy bufor tiolowy komórek

Do powstawania mieszanych disiarczków może również

dochodzić w reakcji wymiany tiolowo-disiarczkowej.

Stosunek stężeń postaci zredukowanej do utlenionej glu-

tationu [GSH]/[GSSG], jest określany symbolem R i sta-

nowi miarę stanu oksydacyjno-redukcyjnego komórki

[29,30]. Wartość R w komórkach wątroby w warunkach

ﬁ zjologicznych wynosi 300–400, podczas głodu około

150, a pod wpływem silnego stresu oksydacyjnego może

spaść nawet do 2.

Białko-S – + GSSG ⎯⎯⎯® Białko-S-S-G + GS –

Jest to możliwe jednak tylko przy odpowiednio wysokim

stężeniu GSSG. W warunkach ﬁ zjologicznych, przy panu-

jącym w komórkach wysokim stosunku stężeń GSH/GSSG,

proces ten jest bardzo ograniczony.

Reaktywne formy tlenu (RFT) i reaktywne formy azotu

(RFA) są cząsteczkami, które oprócz destrukcyjnego dzia-

łania na składniki komórek, mogą również pełnić pozytyw-

ną rolę w procesach transdukcji sygnałów. Wiązanie proza-

palnych cytokin przez swoiste receptory błonowe indukuje

stres oksydacyjny, który stanowi sygnał przekazywany na

czynniki transkrypcyjne aktywujące ekspresję określonych

genów [49,50,65]. Pierwszym poznanym u Eukaryota czyn-

nikiem transkrypcyjnym aktywowanym w odpowiedzi na

stres oksydacyjny jest NF-kB [49,74]. Istotnym było odkry-

cie, potwierdzone przez cztery niezależne ośrodki, że czyn-

nik transkrypcyjny NF-kB pod wpływem m.in. takich czyn-

ników jak cytostatyki i czynnik nekrozy nowotworu (TNF)

ulega aktywacji i w postaci aktywnej może hamować proce-

sy apoptozy w komórkach [9,85]. Jednak wiadomo również,

Wykazano, że wśród białek ulegających modyﬁ kacji po-

przez S-glutationylację są tak istotne w procesach regu-

lacyjnych enzymy jak m.in.: fosfatazy i kinazy białkowe

[17,20,82], czynniki transkrypcyjne AP-1 i NF-kB [12]

oraz białka z rodziny chaperonów [15]. S-glutationylacji

ulegają również białka pozakomórkowe np. hemoglobina.

Wzrost stężenia S-glutationylowanej hemoglobiny obser-

wuje się m.in. u osób z cukrzycą typu 1 i 2, hiperlipide-

mią oraz u pacjentów dializowanych z powodu terminal-

nej niewydolności nerek [31].

Dla większości białek utworzenie mieszanego disiarczku

z glutationem najczęściej prowadzi do zahamowania aktyw-

ności. Przykładem białka, które poprzez S-glutationylację

442

Electronic PDF security powered by www.IndexCopernicus.com

817080106.073.png

817080106.074.png

817080106.075.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin