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谷胱甘肽和还原型谷胱甘肽的区别

2023-06-01 15:01:31 古特生物

谷胱甘肽(glutathione,GSH)是一种重要的生物分子,存在于几乎所有生物体内。它由L-谷氨酸、L-半胱氨酸和L-甘氨酸组成,具有抗氧化、还原、解毒等生物学功能。谷胱甘肽在细胞内以还原型谷胱甘肽(glutathione reduced,GSSG)的形式存在,两者有何区别呢?接下来,我们将从结构、理化性质、生物合成及生理功能等方面对两者进行比较。

谷胱甘肽和还原型谷胱甘肽的区别

一、结构


谷胱甘肽是由三个氨基酸残基构成的,其中两个是半胱氨酸残基,通过一个二硫键连接在一起,甘氨酸残基以酰胺键与半胱氨酸连接。因此,谷胱甘肽分子内部只有一个二硫键,使得其具有还原性。


还原型谷胱甘肽是谷胱甘肽的一个代谢产物,它在谷胱甘肽巯基还原酶的作用下,通过将谷胱甘肽的第二个硫原子还原为巯基,从而形成。还原型谷胱甘肽分子内部没有二硫键,因此其不再具有还原性。


二、理化性质


谷胱甘肽是一种水溶性的酸碱化合物,在生理pH值下呈负电荷。它是一种有效的抗氧化剂,能够淬灭多种自由基,并参与到细胞内的还原反应中。谷胱甘肽还具有保护蛋白质免受氧化损伤的作用。


还原型谷胱甘肽在生理pH值下也呈负电荷,但与谷胱甘肽相比,它的水溶性较低。还原型谷胱甘肽不再具有抗氧化能力,因为它内部的二硫键已经被还原为巯基。然而,还原型谷胱甘肽可以作为谷胱甘肽合成的前体,参与到还原型谷胱甘肽酶催化下的还原反应中。


三、生物合成


谷胱甘肽是在细胞内合成的,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。在大多数细胞中,谷胱甘肽的浓度在nmol/L级别。


还原型谷胱甘肽是在谷胱甘肽还原酶的催化下形成的,这个过程需要还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADPH)作为氢供体。还原型谷胱甘肽在细胞内的浓度通常低于其氧化形式,其在pmol/L级别。


四、生理功能


谷胱甘肽在生物体内扮演着多种重要的角色,包括抗氧化、解毒、细胞凋亡、蛋白质翻译等。谷胱甘肽通过其抗氧化作用保护细胞免受氧化应激的损伤,同时也参与到一些重要的代谢过程中。例如,谷胱甘肽参与到了乙醛降解、半光氨酸代谢、胆红素代谢等过程中。


还原型谷胱甘肽作为谷胱甘肽合成的前体,参与到还原型谷胱甘肽酶催化下的还原反应中。这个过程涉及到许多生物分子的合成和还原,如甲硫氨酸、烟酸、叶酸等。还原型谷胱甘肽还参与到细胞内的信号转导中,它可以通过抑制凋亡来保护细胞免于死亡。