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谷胱甘肽和還原型谷胱甘肽的區(qū)別

2023-06-01 15:01:31 古特生物

谷胱甘肽(glutathione,GSH)是一種重要的生物分子,存在于幾乎所有生物體內(nèi)。它由L-谷氨酸、L-半胱氨酸和L-甘氨酸組成,具有抗氧化、還原、解毒等生物學(xué)功能。谷胱甘肽在細(xì)胞內(nèi)以還原型谷胱甘肽(glutathione reduced,GSSG)的形式存在,兩者有何區(qū)別呢?接下來,我們將從結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、生物合成及生理功能等方面對(duì)兩者進(jìn)行比較。

谷胱甘肽和還原型谷胱甘肽的區(qū)別

一、結(jié)構(gòu)


谷胱甘肽是由三個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成的,其中兩個(gè)是半胱氨酸殘基,通過一個(gè)二硫鍵連接在一起,甘氨酸殘基以酰胺鍵與半胱氨酸連接。因此,谷胱甘肽分子內(nèi)部只有一個(gè)二硫鍵,使得其具有還原性。


還原型谷胱甘肽是谷胱甘肽的一個(gè)代謝產(chǎn)物,它在谷胱甘肽巰基還原酶的作用下,通過將谷胱甘肽的第二個(gè)硫原子還原為巰基,從而形成。還原型谷胱甘肽分子內(nèi)部沒有二硫鍵,因此其不再具有還原性。


二、理化性質(zhì)


谷胱甘肽是一種水溶性的酸堿化合物,在生理pH值下呈負(fù)電荷。它是一種有效的抗氧化劑,能夠淬滅多種自由基,并參與到細(xì)胞內(nèi)的還原反應(yīng)中。谷胱甘肽還具有保護(hù)蛋白質(zhì)免受氧化損傷的作用。


還原型谷胱甘肽在生理pH值下也呈負(fù)電荷,但與谷胱甘肽相比,它的水溶性較低。還原型谷胱甘肽不再具有抗氧化能力,因?yàn)樗鼉?nèi)部的二硫鍵已經(jīng)被還原為巰基。然而,還原型谷胱甘肽可以作為谷胱甘肽合成的前體,參與到還原型谷胱甘肽酶催化下的還原反應(yīng)中。


三、生物合成


谷胱甘肽是在細(xì)胞內(nèi)合成的,其生物合成需要谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸。谷胱甘肽合成酶催化其形成。在大多數(shù)細(xì)胞中,谷胱甘肽的濃度在nmol/L級(jí)別。


還原型谷胱甘肽是在谷胱甘肽還原酶的催化下形成的,這個(gè)過程需要還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADPH)作為氫供體。還原型谷胱甘肽在細(xì)胞內(nèi)的濃度通常低于其氧化形式,其在pmol/L級(jí)別。


四、生理功能


谷胱甘肽在生物體內(nèi)扮演著多種重要的角色,包括抗氧化、解毒、細(xì)胞凋亡、蛋白質(zhì)翻譯等。谷胱甘肽通過其抗氧化作用保護(hù)細(xì)胞免受氧化應(yīng)激的損傷,同時(shí)也參與到一些重要的代謝過程中。例如,谷胱甘肽參與到了乙醛降解、半光氨酸代謝、膽紅素代謝等過程中。


還原型谷胱甘肽作為谷胱甘肽合成的前體,參與到還原型谷胱甘肽酶催化下的還原反應(yīng)中。這個(gè)過程涉及到許多生物分子的合成和還原,如甲硫氨酸、煙酸、葉酸等。還原型谷胱甘肽還參與到細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中,它可以通過抑制凋亡來保護(hù)細(xì)胞免于死亡。

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