Glutation-peroxidáz

A glutation-peroxidáz (GP, angol Glutation-  peroxidase , PDB 1GP1 , ( EC 1.11.1.9 Archív másolat , 2011. május 26., a Wayback Machine -en )) olyan enzimcsalád , amely megvédi a szervezetet az oxidatív károsodástól. A glutation-peroxidáz hidroperoxidáza, a lipidek redukciója katalizálja a megfelelő alkoholokká és a hidrogén-peroxid vízzé redukálása.Számos gén ismeretes , amelyek a glutation-peroxidázok különböző formáit kódolják, eltérő lokalizációjúak a szervezetben.Emlősökben és emberben az ebbe a családba tartozó enzimek jelentős része szeléntartalmú tetramer fehérjék és glikoproteinek , vannak monomer és nem szelén formák is [1] .

Izoenzimek

Számos izoenzim létezik , amelyeket különböző gének kódolnak . Az izoenzimek különböznek a sejt lokalizációjában és a szubsztrátspecifitásban . Emberben a GPx 8 formáját különböztetik meg, amelyek közül 5 szelénfüggő (a szelén az aktív centrum része) [1] . A glutation-peroxidáz 1 (GPx1) - tetramer forma, az enzim leggyakoribb formája, és szinte minden emlősszövet citoplazmájában megtalálható, a GPx1 szubsztrátja a hidrogén-peroxid és számos szerves hidroperoxid is. A glutation-peroxidáz 2 (GPx2) szintén tetramer enzim, és a bélben expresszálódik. Ennek az enzimnek a legmagasabb koncentrációját a bélkripták alján találták. Az embriogenezis során a GPx2-t kódoló gén expressziója dominál a gyorsan növekvő szövetekben [1] . A GPx3 egy extracelluláris tetramer enzim, és főleg a plazmában található. [2] Főleg a vesék választják ki a plazmába [1] . A glutation-peroxidáz 4 (GPx4) egy monomer izoenzim, amely nagy jelentőséggel bír a lipid-hidroperoxidok metabolizmusában; A GPx4 szintén alacsonyabb szinten expresszálódik gyakorlatilag minden emlős sejtben. Három, ugyanabból a génből szintetizált forma formájában létezik (citoszolikus, mitokondriális formák és spermiumsejtek GPx4 magjai) [1] . A GPx5 egy tetramer, nem szelén GPx, amely az epididymisre specifikus (az epididymis fejének hámjában képződik) [1] . A GPx6 tetramer, emberben szelenoprotein, rágcsálókban pedig nem szelén enzim; ennek az enzimnek a génjének expresszióját egérembriókban és a szaglóhám alatti Bowman mirigyekben találták meg [1] .

A szarvasmarha - eritrocitákból izolált glutation-peroxidáz molekulatömege körülbelül 84 kDa.

Reakció

Példa a glutation-peroxidáz enzim által katalizált reakcióra a következő reakció:

2GSH + H2O2 → GS-SG + 2H2O.

ahol redukált glutationtGSH jelöl , és glutation- diszulfidot  jelent . GS-SG

A glutation-reduktáz enzim tovább csökkenti az oxidált glutationt, és befejezi a ciklust:

GS-SG + NADPH + H+ → 2 GSH + NADP+.

Szerkezet

Emlősökben a GPx1 , GPx2 , GPx3 és GPx4 szeléntartalmú enzimek, míg a GPx6 egy humán szelenoprotein , amely rágcsálókban ciszteintartalmú homológokkal rendelkezik. A GPx1, GPx2 és GPx3 homotetramer fehérjék, míg a GPx4 és GPx7 monomer szerkezetű [1] . A celluláris és intracelluláris membránok integritása nagymértékben függ a glutation-peroxidáztól . A glutation-peroxidáz szeléntartalmú formáinak antioxidáns funkciói nagymértékben megnövekednek a szelén jelenléte miatt [3] .

Reakció mechanizmus

Az enzim aktív központja a szelenocisztein aminosav maradékát tartalmazza . A szelénatom -1 oxidációs állapotban van, és hidroperoxiddal oxidálódik SeOH-vá. Ezután a SeOH egyesül egy glutation (GSH) molekulával, Se-SG-t képezve, majd egyesül egy másik glutation molekulával. Ebben az esetben a Se − regenerálódik és a GS-SG melléktermék keletkezik.

A glutation-peroxidáz aktivitásának meghatározására szolgáló módszerek

A glutation-peroxidáz aktivitást spektrofotometriásan számos módszerrel mérik. Széles körben alkalmazott reakcióelegy a glutation-reduktáz hozzáadása, majd a NADPH NADP-vé való átalakulásának mérése [4] . Egy másik megközelítés a maradék redukált glutation (GSH) mérése Ellman-reagenssel való reakcióban . Ennek alapján számos módszer létezik a glutation-peroxidáz aktivitás meghatározására, amelyek mindegyike különböző hidroperoxidokat használ redukálható szubsztrátként, például kumol-hidroperoxidot [5] , terc-butil-hidroperoxidot [6] és hidrogén-peroxidot [7] .

Tiolspecifitás

A glutation-peroxidázok működésének GSH-tól való szigorú függősége nem jellemző e család minden izoenzimére. A GPx1 erősen specifikus a GSH-ra, bár tiol-koszubsztrátként GSH helyett gamma-glutamilciszteint is használhat [1] . Bizonyíték van arra, hogy a GPx3 képes csökkentett homociszteint használni a GSH helyett [8] . A GPx3 is jól reagál a GSH helyett ciszteinnel, tioredoxinnal és glutaredoxinnal [1] .

Génkiütések

A glutation-peroxidáz Gpx1 génjére kiütött egerek fenotípusa normális, élettartama normális. Ezek az adatok azt mutatják, hogy ez az enzim nem kritikus az életben. A gén két kópiáját kiütő egereknél azonban idő előtti szürkehályog és a járulékos izomsejtek szaporodási rendellenességei alakulnak ki. [2] A GPX4 glutation-peroxidáz 4 knockout egerek azonban a korai embrionális fejlődés során elpusztulnak. [2] Bizonyíték van arra, hogy a glutation-peroxidáz 4 csökkent szintje megnövelheti az egerek élettartamát . [9]

Nincsenek adatok más, glutation-peroxidázt kódoló gének kiütéséről.

Felfedezés

A glutation-peroxidázt 1957-ben Gordon Mills fedezte fel. [tíz]

Jegyzetek

1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Razygraev A.V., Matrosova M.O., Titovich I.A. A glutation-peroxidázok szerepe az endometrium szövetében: tények, hipotézisek, tanulmányi kilátások  // Journal of Obstetrics and Women's Diseases. - 2017. - T. 66 , 2. sz . - S. 104-111 . Az eredetiből archiválva : 2018. december 9.
2. ↑ 1 2 3 Muller FL, Lustgarten MS, Jang Y., Richardson A., Van Remmen H. Trends in oxidative aging theories  // Free  Radical Biology and Medicine : folyóirat. - 2007. - augusztus ( 43. évf. , 4. sz.). - P. 477-503 . - doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2007.03.034 . — PMID 17640558 .
3. ↑ Regina Brigelius-Flohé, Leopold Flohé. A glutation-peroxidáz család szelenoproteinekjei   // Szelén . - Springer, New York, NY, 2011. - P. 167-180 . - ISBN 9781461410249 , 9781461410256 . - doi : 10.1007/978-1-4614-1025-6_13 . Az eredetiből archiválva : 2018. december 9.
4. ↑ D. E. Paglia, W. N. Valentine. Tanulmányok az eritrocita-glutation-peroxidáz mennyiségi és minőségi jellemzéséről  // The Journal of Laboratory and Clinical Medicine. — 1967-07. - T. 70 , sz. 1 . – S. 158–169 . — ISSN 0022-2143 . Az eredetiből archiválva : 2021. december 11.
5. ↑ Jack J. Zakowski, Al L. Tappel. Félautomata rendszer a glutation mérésére a glutation-peroxidáz vizsgálatában  //  Analytical Biochemistry. — 1978-09-01. — Vol. 89 , iss. 2 . — P. 430–436 . — ISSN 0003-2697 . - doi : 10.1016/0003-2697(78)90372-X .
6. ↑ VM Moin. [Egy egyszerű és specifikus módszer a glutation-peroxidáz aktivitásának meghatározására eritrocitákban ] // Laboratornoe Delo. - 1986. - Kiadás. 12 . – S. 724–727 . — ISSN 0023-6748 . Az eredetiből archiválva : 2021. december 11.
7. ↑ A. V. Razygraev, A. D. Jusina, I. A. Titovics. Módszer a glutation-peroxidáz aktivitásának meghatározására egerek agyában és alkalmazása farmakológiai kísérletben  // Kísérleti biológia és orvostudomány közleménye. - 2018. - T. 165 , 2. sz . - S. 261-267 . Az eredetiből archiválva : 2021. december 11.
8. ↑ Razygraev A.V., Taborskaya K.I., Petrosyan M.A., Tumasova Zh.N. A patkányvérplazma tiolperoxidáz aktivitását hidrogén-peroxiddal és 5,5'-ditiobisz(2-nitrobenzoesavval) határoztuk meg  // Orvosbiológiai kémia. - 2016. - T. 62 , 4. sz . - S. 431-438 . — ISSN 10.18097/PBMC20166204431 . Az eredetiből archiválva : 2018. december 9.
9. ↑ Ran Q., Liang H., Ikeno Y. et al. A glutation-peroxidáz 4 csökkentése megnöveli az élettartamot az apoptózissal szembeni fokozott érzékenység révén  //  The Journals of Gerontology  : folyóirat. - 2007. - Vol. 62 , sz. 9 . - P. 932-942 . — PMID 17895430 .
10. ↑ MILLS GC Hemoglobin katabolizmus. I. Glutation-peroxidase, eritrocita enzim, amely megvédi a hemoglobint az oxidatív lebontástól  (angol)  // Journal of Biological Chemistry  : folyóirat. - 1957. - november ( 229. évf. , 1. sz.). - 189-197 . o . — PMID 13491573 .

Lásd még

• Glutation reduktáz
• Szelén