Glutathionperoxidase

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 21. januar 2016; checks kræver 14 redigeringer .
Glutatinperoxidase 1
Notation
Symboler GPX1
Entrez Gene 2876
HGNC 4553
OMIM 138320
RefSeq NM_000581
UniProt P07203
Andre data
Kode KF 1.11.1.9
Locus 3. højderyg , 3p21.3
Oplysninger i Wikidata  ?
glutathionperoxidase 3 (findes i blodplasma)
Notation
Symboler GPX3
Entrez Gene 2878
HGNC 4555
OMIM 138321
RefSeq NM_002084
UniProt P22352
Andre data
Kode KF 1.11.1.9
Locus 5. højderyg , 5q23
Oplysninger i Wikidata  ?
glutathionperoxidase 5 (epidermalt, androgen-relateret protein)
Notation
Symboler GPX5
Entrez Gene 2880
HGNC 4557
OMIM 603435
RefSeq NM_001509
UniProt O75715
Andre data
Kode KF 1.11.1.9
Locus 6. højderyg , 6p21,32
Oplysninger i Wikidata  ?
glutathionperoxidase 6 (visuelt system)
Notation
Symboler GPX6
Entrez Gene 257202
HGNC 4558
OMIM 607913
RefSeq NM_182701
UniProt P59796
Andre data
Kode KF 1.11.1.9
Locus 6. højderyg , 6p21
Oplysninger i Wikidata  ?

Glutathionperoxidase (GP, engelsk Glutathione  peroxidase , PDB 1GP1 , ( EC 1.11.1.9 Arkivkopi dateret 26. maj 2011 på Wayback Machine ) er en familie af enzymer , der beskytter kroppen mod oxidativ skade. Glutathionperoxidase katalyserer reduktionen af ​​hydroperoxider . til de tilsvarende alkoholer og reduktionen af ​​hydrogenperoxid til vand.Der kendes adskillige gener , der koder for forskellige former for glutathionperoxidaser, med forskellig lokalisering i kroppen.Hos pattedyr og mennesker er en betydelig del af enzymerne i denne familie selenholdige tetramere proteiner og glykoproteiner , der er også monomere og ikke-selenformer [1] .

Isoenzymer

Der er flere isozymer , der kodes af forskellige gener . Isoenzymer adskiller sig i cellelokalisering og substratspecificitet . Hos mennesker skelnes der 8 former for GPx, hvoraf de 5 er selenafhængige (selen er en del af det aktive center) [1] . Glutathionperoxidase 1 (GPx1) - tetramer form, er den mest almindelige form af enzymet, og findes i cytoplasmaet af næsten alle pattedyrvæv , substratet af GPx1 er både hydrogenperoxid og mange organiske hydroperoxider. Glutathionperoxidase 2 (GPx2) er også et tetramert enzym og udtrykkes i tarmen. De højeste koncentrationer af dette enzym blev fundet i bunden af ​​tarmkrypterne. Under embryogenese dominerer ekspressionen af ​​genet, der koder for GPx2, i hurtigt voksende væv [1] . GPx3 er et ekstracellulært tetramert enzym og findes hovedsageligt i plasma. [2] Udskilles i plasma hovedsageligt af nyrerne [1] . Glutathionperoxidase 4 (GPx4) er et monomert isoenzym, der har stor betydning for metabolismen af ​​lipidhydroperoxider; GPx4 udtrykkes også i lavere niveauer i stort set alle pattedyrceller. Det eksisterer i form af tre former syntetiseret fra det samme gen (cytosoliske, mitokondrielle former og GPx4-kerner af sædceller) [1] . GPx5 er en tetramer ikke-selen GPx, der er specifik for bitestiklen (den dannes i epididymis epitel) [1] . GPx6 er en tetramer, et selenoprotein hos mennesker og et ikke-selenenzym i gnavere; ekspressionen af ​​genet for dette enzym er blevet fundet i museembryoner og i Bowmans kirtler under lugteepitelet [1] .

Glutathionperoxidase, isoleret fra bovine erytrocytter , har en molekylvægt på ca. 84 kDa.

Reaktion

Et eksempel på en reaktion katalyseret af enzymet glutathionperoxidase er reaktionen:

2GSH + H2O2 → GS-SG + 2H2O.

hvor GSHangiver reduceret glutathion , og GS-SG er glutathiondisulfid .

Enzymet glutathionreduktase reducerer den oxiderede glutathion yderligere og fuldender cyklussen:

GS-SG + NADPH + H+ → 2 GSH + NADP+.

Struktur

Hos pattedyr blev GPx1 , GPx2 , GPx3 og GPx4 fundet at være selenholdige enzymer, mens GPx6 er et humant selenoprotein med cysteinholdige homologer i gnavere. GPx1, GPx2 og GPx3 er homotetramere proteiner, mens GPx4 og GPx7 har en monomer struktur [1] . Integriteten af ​​cellulære og intracellulære membraner er meget afhængig af glutathionperoxidase . Antioxidantfunktioner af selenholdige former af glutathionperoxidase øges kraftigt på grund af tilstedeværelsen af ​​selen [3] .

Reaktionsmekanisme

Det aktive center af enzymet indeholder en rest af aminosyren selenocystein . Selenatomet er i -1 oxidationstilstand og oxideres af hydroperoxid til SeOH. Dernæst kombinerer SeOH med et glutathion (GSH) molekyle, danner Se-SG, og kombinerer derefter med et andet glutathionmolekyle. I dette tilfælde regenereres Se − og biproduktet GS-SG dannes.

Metoder til bestemmelse af aktiviteten af ​​glutathionperoxidase

Glutathionperoxidaseaktivitet måles spektrofotometrisk ved flere metoder. En meget anvendt reaktionsblanding er tilsætning af glutathionreduktase, efterfulgt af måling af omdannelsen af ​​NADPH til NADP [4] . En anden tilgang er at måle resterende reduceret glutathion (GSH) i reaktion med Ellmans reagens . Baseret på dette er der flere metoder til bestemmelse af glutathionperoxidaseaktivitet, som hver især anvender forskellige hydroperoxider som et reducerbart substrat, for eksempel cumenhydroperoxid [5] , tert-butylhydroperoxid [6] og hydrogenperoxid [7] .

Thiol specificitet

Den strenge afhængighed af glutathionperoxidasers funktion af GSH er ikke karakteristisk for alle isoenzymer i denne familie. GPx1 er ret stærkt specifik for GSH, selvom den kan bruge gamma-glutamylcystein i stedet for GSH som thiol-cosubstrat [1] . Der er evidens for, at GPx3 er i stand til at bruge reduceret homocystein i stedet for GSH [8] . Også GPx3 reagerer godt med cystein, thioredoxin og glutaredoxin i stedet for GSH [1] .

Gen-knockouts

Mus knockout for Gpx1-genet af glutathionperoxidase har en normal fænotype, normal levetid. Disse data indikerer, at dette enzym ikke er livskritisk. Men mus, der slår to kopier af genet ud, udvikler for tidlig grå stær og defekter i spredningen af ​​accessoriske muskelceller. [2] Imidlertid dør GPX4 glutathionperoxidase 4 knockout-mus under tidlig embryonal udvikling. [2] Der er tegn på, at reducerede niveauer af glutathionperoxidase 4 kan øge levetiden hos mus. [9]

Der er ingen data om knockouts af andre gener, der koder for glutathionperoxidase.


Discovery

Glutathionperoxidase blev opdaget i 1957 af Gordon Mills. [ti]

Noter

  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Razygraev A.V., Matrosova M.O., Titovich I.A. Rollen af ​​glutathionperoxidaser i endometrievæv: fakta, hypoteser, udsigter til undersøgelse  // Journal of Obstetrics and Women's Diseases. - 2017. - T. 66 , nr. 2 . - S. 104-111 . Arkiveret fra originalen den 9. december 2018.
  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 : journal. - 2007. - August ( bind 43 , nr. 4 ). - s. 477-503 . - doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2007.03.034 . — PMID 17640558 .
  3. Regina Brigelius-Flohé, Leopold Flohé. Selenoproteiner af glutathionperoxidasefamilien   // Selen . - Springer, New York, NY, 2011. - S. 167-180 . - ISBN 9781461410249 , 9781461410256 . - doi : 10.1007/978-1-4614-1025-6_13 . Arkiveret fra originalen den 9. december 2018.
  4. D. E. Paglia, W. N. Valentine. Undersøgelser af den kvantitative og kvalitative karakterisering af erythrocytglutathionperoxidase  // The Journal of Laboratory and Clinical Medicine. — 1967-07. - T. 70 , nej. 1 . — S. 158–169 . — ISSN 0022-2143 . Arkiveret fra originalen den 11. december 2021.
  5. Jack J. Zakowski, Al L. Tappel. Et semiautomatiseret system til måling af glutathion i assayet af glutathionperoxidase  //  Analytisk biokemi. — 1978-09-01. — Bd. 89 , iss. 2 . — S. 430–436 . — ISSN 0003-2697 . - doi : 10.1016/0003-2697(78)90372-X .
  6. VM Moin. [En enkel og specifik metode til bestemmelse af glutathionperoxidaseaktivitet i erytrocytter ] // Laboratornoe Delo. - 1986. - Udgave. 12 . — S. 724–727 . — ISSN 0023-6748 . Arkiveret fra originalen den 11. december 2021.
  7. A.V. Razygraev, A.D. Yushina, I.A. Titovich. Metode til bestemmelse af aktiviteten af ​​glutathionperoxidase i hjernen hos mus og dens anvendelse i et farmakologisk eksperiment  // Bulletin for eksperimentel biologi og medicin. - 2018. - T. 165 , nr. 2 . - S. 261-267 . Arkiveret fra originalen den 11. december 2021.
  8. Razygraev A.V., Taborskaya K.I., Petrosyan M.A., Tumasova Zh.N. Thiolperoxidaseaktiviteter i rotteblodplasma bestemt ved anvendelse af hydrogenperoxid og 5,5'-dithiobis(2-nitrobenzoesyre)  // Biomedicinsk kemi. - 2016. - T. 62 , nr. 4 . - S. 431-438 . — ISSN 10.18097/PBMC20166204431 . Arkiveret fra originalen den 9. december 2018.
  9. Ran Q., Liang H., Ikeno Y., et al. Reduktion i glutathionperoxidase 4 øger levetiden gennem øget følsomhed over for apoptose  //  The Journals of Gerontology  : tidsskrift. - 2007. - Bd. 62 , nr. 9 . - S. 932-942 . — PMID 17895430 .
  10. MILLS GC Hæmoglobinkatabolisme. I. Glutathionperoxidase, et erytrocytenzym, som beskytter hæmoglobin mod oxidativ nedbrydning  (engelsk)  // Journal of Biological Chemistry  : tidsskrift. - 1957. - November ( bind 229 , nr. 1 ). - S. 189-197 . — PMID 13491573 .

Se også