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glutatión

El glutatión ( GSH , / ˌ ɡ l uː t ə ˈ θ aɪ oʊ n / ) es un antioxidante en plantas , animales , hongos y algunas bacterias y arqueas . El glutatión es capaz de prevenir daños a importantes componentes celulares causados ​​por fuentes como especies reactivas de oxígeno , radicales libres , peróxidos , peróxidos lipídicos y metales pesados . [2] Es un tripéptido con un enlace peptídico gamma entre el grupo carboxilo de la cadena lateral del glutamato y la cisteína . El grupo carboxilo del residuo de cisteína está unido mediante un enlace peptídico normal a la glicina .

Biosíntesis y ocurrencia.

La biosíntesis de glutatión implica dos pasos dependientes del trifosfato de adenosina :

Si bien todas las células animales son capaces de sintetizar glutatión, se ha demostrado que la síntesis de glutatión en el hígado es esencial. Los ratones knockout para GCLC mueren al mes de nacer debido a la ausencia de síntesis hepática de GSH. [4] [5]

El inusual enlace gamma amida del glutatión lo protege de la hidrólisis por las peptidasas. [6]

Ocurrencia

El glutatión es el tiol no proteico ( compuesto que contiene R-SH ) más abundante en las células animales, oscilando entre 0,5 y 10 mmol/L. Está presente en el citosol y los orgánulos . [6] En células y tejidos sanos, más del 90% del total de glutatión se encuentra en forma reducida (GSH), y el resto en forma de disulfuro (GSSG). [7] Del 80 al 85 % del GSH celular se encuentra en el citosol y del 10 al 15 % en las mitocondrias . [8]

Los seres humanos sintetizan glutatión, pero algunos eucariotas no lo hacen, incluidos algunos miembros de Fabaceae , Entamoeba y Giardia . Las únicas arqueas conocidas que producen glutatión son las halobacterias . Algunas bacterias , como las " Cianobacterias " y Pseudomonadota , pueden biosintetizar glutatión. [9] [10]

La disponibilidad sistémica del glutatión consumido por vía oral tiene una biodisponibilidad pobre porque el tripéptido es el sustrato de las proteasas (peptidasas) del tubo digestivo y debido a la ausencia de un portador específico de glutatión a nivel de la membrana celular. [11] [12] La administración de N-acetilcisteína (NAC), un profármaco de cisteína, ayuda a reponer los niveles intracelulares de GSH. [13] El compuesto patentado RiboCeine se ha estudiado como un suplemento que mejora la producción de glutatión, lo que ayuda a mitigar la hiperglucemia. [14] [15]

función bioquímica

El glutatión existe en estados reducido (GSH) y oxidado ( GSSG ). [16] La proporción de glutatión reducido a glutatión oxidado dentro de las células es una medida del estrés oxidativo celular [17] [8] donde el aumento de la proporción de GSSG a GSH es indicativo de un mayor estrés oxidativo.

En estado reducido, el grupo tiol del residuo cisteinilo es una fuente de un equivalente reductor . De este modo se genera disulfuro de glutatión (GSSG). El estado oxidado se convierte al estado reducido mediante NADPH . [18] Esta conversión es catalizada por la glutatión reductasa :

NADPH + GSSG + H 2 O → 2 GSH + NADP + + OH −

Roles

antioxidante

El GSH protege las células neutralizando (reduciendo) las especies reactivas de oxígeno . [19] [6] Esta conversión se ilustra mediante la reducción de peróxidos:

2 GSH + R 2 O 2 → GSSG + 2 ROH  (R = H, alquilo)

y con radicales libres:

GSH + R • → 1/2GSSG + RH

Regulación

Además de desactivar radicales y oxidantes reactivos, el glutatión participa en la protección de tiol y en la regulación redox de las proteínas de tiol celulares bajo estrés oxidativo mediante la glutatiónilación de la proteína S , una modificación de tiol postraduccional regulada por redox. La reacción general implica la formación de un disulfuro asimétrico a partir de la proteína protegible (RSH) y GSH: [20]

RSH + GSH + [O] → GSSR + H 2 O

El glutatión también se emplea para la desintoxicación de metilglioxal y formaldehído , metabolitos tóxicos producidos bajo estrés oxidativo. Esta reacción de desintoxicación la lleva a cabo el sistema glioxalasa . La glioxalasa I (EC 4.4.1.5) cataliza la conversión de metilglioxal y glutatión reducido en S - D -lactoilglutatión. La glioxalasa II (EC 3.1.2.6) cataliza la hidrólisis de S - D -lactoilglutatión a glutatión y ácido D -láctico .

Mantiene antioxidantes exógenos como las vitaminas C y E en sus estados reducidos (activos). [21] [22] [23]

Metabolismo

Entre los múltiples procesos metabólicos en los que participa, el glutatión es necesario para la biosíntesis de leucotrienos y prostaglandinas . Desempeña un papel en el almacenamiento de cisteína. El glutatión mejora la función de la citrulina como parte del ciclo del óxido nítrico . [24] Es un cofactor y actúa sobre la glutatión peroxidasa . [25] El glutatión se utiliza para producir S-sulfanilglutatión, que forma parte del metabolismo del sulfuro de hidrógeno . [26]

Conjugación

El glutatión facilita el metabolismo de los xenobióticos . Las enzimas glutatión S -transferasa catalizan su conjugación con xenobióticos lipófilos , facilitando su excreción o metabolismo posterior. [27] El proceso de conjugación se ilustra mediante el metabolismo de la N -acetil- p -benzoquinona imina (NAPQI). NAPQI es un metabolito reactivo formado por la acción del citocromo P450 sobre el paracetamol (acetaminofén). El glutatión se conjuga con NAPQI y el conjunto resultante se excreta.

en plantas

En las plantas, el glutatión participa en el manejo del estrés. Es un componente del ciclo glutatión-ascorbato , un sistema que reduce el venenoso peróxido de hidrógeno . [28] Es el precursor de las fitoquelatinas , oligómeros de glutatión que quelan metales pesados ​​como el cadmio . [29] El glutatión es necesario para una defensa eficaz contra patógenos vegetales como Pseudomonas syringae y Phytophthora brassicae . [30] La adenilil-sulfato reductasa , una enzima de la vía de asimilación del azufre , utiliza glutatión como donante de electrones. Otras enzimas que utilizan el glutatión como sustrato son las glutaredoxinas . Estas pequeñas oxidorreductasas participan en el desarrollo de las flores, el ácido salicílico y la señalización de defensa de las plantas. [31]

Usos

Elaboración de vino

El contenido de glutatión en el mosto , la primera forma cruda de vino, determina el efecto dorado o caramelizante durante la producción de vino blanco al atrapar las quinonas del ácido cafeoiltartárico generadas por la oxidación enzimática como producto de reacción de la uva . [32] Su concentración en el vino puede determinarse mediante espectrometría de masas UPLC-MRM. [33]

Ver también

Referencias

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