谷胱甘肽过氧化物酶和谷胱甘肽转硫酶研究进展
寄生虫谷胱甘肽转移酶的研究进展
中国兽医科学 2021,51(01): 113-118Chinese Veterinary Science网络首发时间：2020-12-04 D O I：10.16656/j.issn. 1673-4696.2021.0015 中图分类号：S852.7 文献标志码：A文章编号：1673-4696(2021 )01-0113-06寄生虫谷胱甘肽转移酶的研究进展李爽，刘群*(中国农业大学动物医学院国家动物寄生原虫实验室，北京100193)摘要：谷胱甘肽转移酶（glutathione S-transferase,GST)是由多基因编码、具有多种功能的超基因家族 酶，是细胞内转运的“通用”栽体蛋白。
哺乳动物的GST可调控细胞增殖和死亡信号通路，具有参与运输、新陈 代谢和生理反应等的能力。
已有研究表明，多种寄生虫的GST参与虫体的生命活动。
综述了有关寄生虫GST 的研究进展，为后续相关研究提供思路。
关键词：寄生虫；谷胱甘肽转移酶（GST);功能；药物靶点Advances in the research of glutathione S-transferase in parasitesLI Shuang,LIU Qun*(National A nimal Protozoa Laboratory, College of Veterinary Medicine ,Chirm Agricultural University, Beijing 100193, C/iiraa)Abstract：Glutathione S-transferase (GST) is a supergene fami ly enzyme encoded by a supergene family which has multiple functions. They were thought to be 'all-purpose' carrier proteins involved in intracellular transport. Mammalian GST regulates cell proliferation and death signaling pathways and is involved in transportation,metabolism,and physiological responses. Previous studies have demonstrated that GST of various parasites plays an important role in diversified life activities of parasites. This review mainly describes the progress of research about GST on parasites and provides in- sights for the related research.Key words：parasite；glutathione S-transferase (GST) ；function；drug target* Corresponding author：LIU Qun,E-mail ：**************.cn谷胱甘肽转移酶(glutathioneS-transferase,GST)主要分为3个家族：胞质GST、线粒体G S T和微粒 体GST，其中胞质型G ST是其最大的家族。
谷胱甘肽对植物胁迫反应的调控机制
谷胱甘肽对植物胁迫反应的调控机制植物生长繁衍遭遇各种胁迫，其中包括光照不足、高温、干旱、盐害等。
这些胁迫影响植物的生长发育，导致产量下降和质量降低。
因此，研究植物胁迫反应及其调控机制对于提高农业生产和改善生态环境至关重要。
谷胱甘肽（glutathione，GSH）在调节植物胁迫反应中扮演着重要的角色。
本文将简述谷胱甘肽对植物胁迫反应的调控机理。
谷胱甘肽是一种三氨基酸肽，由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成。
在植物细胞中，谷胱甘肽是一种重要的抗氧化剂，可清除自由基并保护细胞免受氧化损伤。
此外，谷胱甘肽还参与植物许多重要生理过程，如氨基酸合成、硝化还原、细胞分化和调节基因表达等。
当植物遭遇胁迫，谷胱甘肽含量会显著增加。
研究表明，谷胱甘肽对植物在胁迫条件下的生存和生长至关重要。
首先，谷胱甘肽作为抗氧化剂可以减轻胁迫所引起的氧化伤害。
其次，谷胱甘肽参与修复和维持受胁迫植物器官的结构完整性和功能。
另外，谷胱甘肽还通过调节植物激素、离子运输和基因表达等途径，调控植物的胁迫响应过程。
谷胱甘肽的调控机理十分复杂。
一般来说，植物谷胱甘肽代谢途径中的多个关键基因在胁迫条件下得到调控。
其中，硫转移酶（glutathione transferase，GST）和谷胱甘肽还原酶（glutathione reductase，GR）是谷胱甘肽代谢途径中最为关键的两个基因。
研究发现，胁迫可以诱导这两个基因的表达，从而促进谷胱甘肽合成和还原转化。
此外，一些调控基因表达的转录因子，如ABF、MYB、AP2、NAC、WRKY和bZIP家族等，也参与了谷胱甘肽在植物胁迫响应中的调控。
除了对谷胱甘肽代谢途径的调控，谷胱甘肽还通过调节植物激素信号转导和离子通道功能，参与了植物胁迫响应的调控。
例如，某些研究表明谷胱甘肽可以抑制生长素和赤霉素信号转导，从而降低植物对胁迫的敏感性。
同时，谷胱甘肽还可以通过调节离子通道和活性氧水平，维持植物细胞内外电位的平衡，以达到缓解胁迫的效果。
gpx2谷胱甘肽过氧化物酶细胞内定位
gpx2谷胱甘肽过氧化物酶细胞内定位谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）是一种重要的抗氧化酶，它对细胞内的活性氧具有很强的清除能力。
GPX的细胞内定位在细胞功能和代谢中起着重要作用。
本文将从GPX的概述、结构与功能、细胞内定位、调控机制等方面进行详细阐述。
首先，GPX是一类富含硒的酶，属于过氧化物酶家族。
它由4个亚基组成，每个亚基含有一个碳硫酶－硒结构域。
GPX不仅可以降解活性氧，还可以还原有机过氧化物和硫醇过氧化物等。
在细胞内，GPX的氧化还原反应通过将还原形式的谷胱甘肽（GSH）氧化为氧化形式的谷胱甘肽（GSSG）来实现。
而GSSG又可通过谷胱甘肽还原酶（GR）再生为还原形式的GSH，使GPX能够不断地参与清除活性氧的过程。
其次，GPX在细胞内具有多种重要功能。
首先，它可以清除细胞内的过氧化氢（H2O2），减少细胞内活性氧的累积，防止氧化应激损伤。
其次，GPX参与细胞内应激应答过程，调节细胞的生长和凋亡。
此外，GPX还参与一些重要的生理过程，如维持细胞内钙离子平衡、调控细胞膜通透性等。
总之，GPX在细胞内具有多种功能，对维持细胞内稳态和保护细胞免受氧化损伤起着重要作用。
GPX的细胞内定位主要包括胞浆定位和线粒体定位。
胞浆定位的GPX主要分布在细胞质中，广泛存在于各种细胞和组织中。
线粒体定位的GPX主要存在于线粒体内膜和基质中。
此外，还有少量的GPX定位于内质网和细胞核中。
这些细胞内定位的GPX组成了GPX系统，共同协同作用以维持细胞内的氧化还原平衡。
GPX的细胞内定位受到多种调控机制的影响。
其中，信号肽在GPX 的定位中起着重要作用。
胞浆定位的GPX通常通过N端的信号肽导向靶向到细胞质中。
而线粒体定位的GPX则通过N端的信号肽与线粒体中的转肽酶相互作用，完成线粒体定位的过程。
此外，还有一些其他的调控机制参与GPX的细胞内定位，如翻译后修饰、蛋白质相互作用等。
这些调控机制可以调节GPX的定位和活性，从而对其功能产生影响。
谷胱甘肽硫转移酶的研究进展
型 ， ２ 外显子 的分为 Ⅲ型 ， 有 个 其他 的都归为 Ⅳ型 。
Ｇ Ｔ 一般以 ２ ２ Ｄ Ｓｓ ５～ ７ｋ ａ的两 条亚基 以同源或异 源的方式聚合而成（ 等电点 为 ｐ ４～ ） 每个亚基 都含 Ｈ ５， 有两个空间结构不 同 的基 本结 构域 ： Ｎ端 结构 域 由 Ｂ
的凝聚需要特定 的 Ｇ Ｔ的假说认 为 ， Ｓ Ｓ Ｓ Ｇ Ｔ 之所 以能在
列上 的主要差异 就体现 在其结 构域上 ， 以它决定 底 所
物 的特异性 。每个 亚基上都 有两个 配体 结合 位 点 ： 一 是位 于 Ｎ端 的谷 胱 甘肽 （ Ｓ 特 异结 合 位 点 （ 位 Ｇ Ｈ） Ｇ
点 ） 在此位点有一个保守 的丝氨酸／ 氨酸 （ ｅ／ ｙ） ， 酪 ＳｒＴｒ
物， 同时使其 易 于排 出体 外 或 者被 Ｉ 相 代谢 酶 类 分 Ｉ Ｉ 解＿ ， １ 从而达 到解 毒的 目的 ， 护 Ｄ Ａ及一些蛋 白避 保 Ｎ 免受到损 害。通 过 催化 亲核 的 Ｇ Ｈ和 氢过 氧化 物 反 Ｓ 应 ，Ｓ ｓ Ｇ Ｔ 能将有机氢过 氧化 物催化 还原成毒 性较小 的 单羟基 醇类 ， Ｓ Ｇ Ｈ衍 生物 次 黄酸 然 后 再 和 另外 一 个 Ｇ Ｈ分子 自动生成一个二 硫化物 ＿＿ Ｓ ５。研究证 明， 量 ５ 过
依 赖硒 的过氧化脂 肪酸 的还 原 ， 可防止脂 质过 氧化 损 伤 的扩大 ， 盯类 Ｇ Ｔ Ｓ ｓ同工 酶有前体 Ｈ—Ｅ异 构酶 （ 内 过 氧化物异构酶 ） 的活性 ， 可以催化 动物体 内前列腺 素 Ｈ （Ｇ ２ ２ Ｐ Ｈ ）向前 列腺素 Ｅ Ｐ Ｅ 的转变 引。 （Ｇ ） ２ ２ Ｇ Ｔ 和 异 源 物 质代 谢 ． Ｓ ｓ 杂草 是 农 业 生产 的 大 敌， 它适应性 和繁殖 力都 很强 ， 与作物争 夺水 分 、 分 养 和阳光 ； 杂草能导致病虫害和减产。随着农业 机械化 、 现代化 的实现 ， 要求有 高效的农 田除草技术 ， 利用化 学 药剂除草是近些 年来发展起来的一项高效有力 的农业
植物谷胱甘肽过氧化物酶研究进展
植物学通报 2005, 22 (3): 350￣356①国家重点基础发展规划项目(2003CB114305)和国家自然科学基金项目(30370765)资助。
②通讯作者。
Author for correspondence. E-mail: songcp@ 收稿日期: 2004-08-26 接受日期: 2005-03-02 责任编辑: 白羽红植物谷胱甘肽过氧化物酶研究进展①１，２苗雨晨 １白 玲 １苗 琛 ２陈 珈 １宋纯鹏②1(河南大学生命科学学院 开封 475001)2(中国农业大学植物生理生化国家重点实验室 北京 100094)摘要 氧化胁迫可诱导植物多种防御酶的产生, 其中包括超氧化物歧化酶(SOD, EC1.15.1.1)、抗坏血酸过氧化物酶(APX, EC1.11.1.11)、过氧化氢酶(CAT, E.C.1.11.1.6 )和谷胱甘肽过氧化物酶(GPXs,EC1.11.1.9)。
它们在清除活性氧过程中起着不同的作用。
GPXs 是动物体内清除氧自由基的主要酶类,但它在植物中的功能报道甚少。
最近几年研究表明, 植物体内也存在类似于哺乳动物的GPXs 家族, 并对其功能研究已初见端倪。
本文综述了有关GPXs 的结构以及植物GPXs 功能的研究进展。
关键词 氧化胁迫, 谷胱甘肽过氧化物酶, 磷脂氢过氧化物谷胱甘肽过氧化物酶Progress in Plant Glutathione Peroxidase1,2MIAO Yu-Chen 1BAI Ling 1MIAO Chen 2CHEN Jia 1SONG Chun-Peng ②1(College of Life Sciences, Henan University , Kaifeng 475001)2(State Key Laboratory for Plant Physiology and Biochemistry , China Agricultural University ,Beijing 100094)Abstract Oxidative stress in plants induces several antioxidant enzymes, including superox-ide dismutase (SOD, EC 1.15.1.1), ascorbate peroxidase (APX, EC 1.11.1.11), catalase (CAT, E.C.1.11.1.6) and glutathione peroxidase (GPX, EC1.11.1.9), which have specific roles in scav-enging reactive oxygen species. Glutathione peroxidases are a family of key enzymes involved in scavenging oxyradicals in animals. Only recently has evidence for the existence of this enzyme in plants been reported. However, the information about the function of plant GPXs is limited, according to our current knowledge. The paper reviews the structure of GPXs and the progress of plant GPXs.Key wordsOxidative stress, Glutathione peroxidase, Phospholipid hydroperoxide glutathione peroxidase (PHGPX)植物是一个需氧代谢的有机体。
谷胱甘肽S转移酶的研究进展及其与肿瘤的相关性
谷胱甘肽S转移酶的研究进展及其与肿瘤的相关性常彬霞;貌盼勇【摘要】Drug metabolism is one of the most important components in cell detoxification, and two enzymes, i.e. phase I drug metabolism enzyme and phase Ⅱ drug metabolism enzyme, are involved in the process- Glutathione-S-transferase (GST) is an important phase Ⅱ drug metabolic enzyme, which, together with phase I drug metabolic enzyme, may catalyze drugs to form high water-soluble products. Therefore, GST may counteract the lesions caused by endogenous and exogenous electrophilic substances, and play an important role in antitumorigenisis. The genes coding proteins that have GST activity constitute a super family, and distribute in at least 7 chromosomes. GST possesses many functions, and it is traditionally held that GST may counteract the lesions caused by endogenous and exogenous toxic compounds. Moreover, the over-expression of GST in tumor cells may mediate glutathione to bind on the substrates of anticancer drugs, accordingly leads to drug resistance of tumor.%药物代谢是细胞解毒机制的重要组成部分之一,其中主要涉及两种酶:Ⅰ和Ⅱ相药物代谢酶.谷胱甘肽S转移酶(GST)是一种重要的Ⅱ相药物代谢酶,可与Ⅰ相药物代谢酶一起催化药物形成高水溶性终产物.所以,GST能够抵御内源性和外源性亲电子物质的损害,并在抗肿瘤过程中发挥重要作用.编码GST的基因至少分布在7条染色体上,构成了一个超基因家族,编码具有GST活性的蛋白.GST有许多功能,传统观点认为,细胞中的GST可发挥防御内、外源性毒性化合物损害的作用.另外,GST在肿瘤细胞中高表达,可介导谷胱甘肽结合至大量抗癌药物底物上,导致肿瘤耐药的发生.【期刊名称】《解放军医学杂志》【年(卷),期】2012(037)008【总页数】5页(P838-842)【关键词】谷胱甘肽转移酶;抗药性,肿瘤【作者】常彬霞;貌盼勇【作者单位】100039 北京解放军302医院非感染肝病诊疗中心;100039 北京解放军302医院试验技术研究保障中心【正文语种】中文【中图分类】R730.1细胞解毒机制可对抗环境中多种有毒物质的侵害，亦能对抗一些内源性物质(如在正常代谢过程中产生的活性氧化产物)的侵害，对维护机体健康至关重要。
氧化型谷胱甘肽和还原型谷胱甘肽循环
氧化型谷胱甘肽和还原型谷胱甘肽循环是机体内重要的抗氧化系统。
谷胱甘肽是一种三肽，由氨基酸谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成。
在细胞内，谷胱甘肽存在两种形式，一种是还原型谷胱甘肽，另一种是氧化型谷胱甘肽。
谷胱甘肽系统是机体内最重要的还原系统之一，具有非常重要的生物学功能。
1. 氧化型谷胱甘肽氧化型谷胱甘肽（GSSG）是一种双硫键结构的氧化物，它是由两个分子还原型谷胱甘肽（GSH）氧化形成的。
GSSG在细胞内起到重要的氧化应激信号传导和细胞凋亡的调控作用。
在细胞内，GSSG的水平通常非常低，因为细胞内存在着还原型谷胱甘肽还原GSSG为GSH的酶系统。
但当细胞受到氧化应激的刺激时，GSSG的水平会升高，导致氧化应激反应的产生，进而引发细胞损伤和炎症反应。
2. 还原型谷胱甘肽还原型谷胱甘肽（GSH）是机体内最重要的抗氧化分子之一，它在细胞内的含量很高。
GSH能够中和体内的自由基和氧化物质，保护细胞免受氧化损伤。
GSH还是细胞内部循环系统中的重要成分，它参与多种代谢途径和细胞信号转导通路的调节，并具有抗炎和维持免疫功能的作用。
3. 谷胱甘肽还原系统细胞内的还原型谷胱甘肽主要由谷胱甘肽还原酶（GR）还原GSSG为GSH。
谷胱甘肽还原酶是一种NADPH依赖性的酶，它通过将NADPH的还原电子传递给GSSG来还原GSSG为GSH。
NADPH是细胞内还原物质的重要供应者，它可以通过多种途径被再生，从而维持细胞内的还原环境。
谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）也可以在一定程度上将GSH氧化为GSSG。
4. 谷胱甘肽循环谷胱甘肽还原系统和谷胱甘肽过氧化物酶系统构成了谷胱甘肽循环。
谷胱甘肽循环对于抗氧化反应和细胞内还原环境的维持起着非常重要的作用。
在细胞内，GSH和GSSG之间的动态平衡是谷胱甘肽循环的核心。
当细胞受到氧化应激时，GSH会捐出电子转化为GSSG，而GSSG又会通过谷胱甘肽还原酶系统还原为GSH，从而维持细胞内的还原环境。
谷胱甘肽的药理作用及研究新进展
制 ，防治病情恶 化。治疗原则 以脱 水降颅压 、激 素和静脉应用免疫 球 蛋 白，以及 呼吸循环支持 、维持内环境稳定治疗 为主 。根据 患儿侧重 点不同采取不 同治疗 ，如 中枢 神经系统受 累为主者 ，采取快脱 慢补 ，
使患者保持在 轻度脱水状态 的治疗方Leabharlann ；循环 系统受累为 主者采用快
４ ０ ・文献综述 ・
Ｏ ｃ ｔ ｏ ｂ ｅ ｒ ２ ０ １ ３ ， Ｖ ｏ １ ． １ １ ， Ｎ ｏ ． ２ ９ 围衄
谷胱甘肽 的药理作用及研究新进展
卢 佃 华
（ 山东省德州市人 民医 院药剂科 ，山东 德州 ２ ５ ３ ０ １ ４ ）
【 摘要 】 目的 探 讨 谷胱 甘肽 的 药理作 用及研 究进 展 。方法 谷胱 甘肽 具有 抗 氧化和 解毒 作 用 ，能够 清除 自由基 ，提 高患者 免疫 力，在 临床
将患者 的肝 功能指标正常化 。经研究表 明 ，谷胱甘肽还 可以有效改善
神经精神症 状多见 ；重症患儿呼吸 、心率增快 ，血压 增高 ；辅助检查 可发 现白细胞和血糖升 高 ，危重患者 可出现神志 的改 变 、神经源性肺
水肿和 循环衰竭 。根据 多例重症手足 １ ３ 病观察 ，我们认 为 以下情 况可 作为Ｅ Ｖ ７ ｌ 感染重症 病例表现 ：①年龄 ＜３ 岁 ；②持续高 热不退 ；③呼 吸 、心率 增快 ；④出冷汗 、末梢循环 不 良；⑤肢体 抖动或无力 ；步态 不稳 、肌 张力低 下；⑥精神差 、易激 惹、嗜睡 、面色苍 白、呕 吐、抽 搐 、肢体无力 、肌 阵挛 ；⑦外周血 白细胞计数 明显增 高 ；⑧高 血糖 ； ⑨高血压 ；⑩胸 片示肺 内病变 动态变化较快者 。因此要求 医务 人员在 临床工 作 中要密切 重 点观察 患儿 的体 温 、呼吸频 率与 节律 、肺 部罗 音 、气道分泌物 、心率 、血压 、末梢循环状态 （ 指 甲充盈 时间）随访 白细胞计数、血糖 、血气和胸片等 。
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动物医学进展,2008,29(10):53-56Pr ogress in Veterinary Medicine文献综述谷胱甘肽过氧化物酶和谷胱甘肽转硫酶研究进展*马森(武夷学院化学系福建省高校绿色化工技术重点实验室,福建武夷354300)摘要:谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和谷胱甘肽转硫酶(GST)是一对抗氧化酶。
GSH-Px为含硒半胱氨酸,至少有4种同工酶,催化还原H2O2和有机氢过氧化物。
GST不含硒,有多种同工酶,不能分解H2O2,但具有清除过氧化物和解毒的双重功能。
二者广泛存在于组织细胞、红细胞、血浆和乳中,与细胞损伤、缺氧、中毒、衰老、多种疾病的发生有关;GSH-Px活性也与机体硒水平密切相关。
文章综述了GSH-Px 和GST的分类与结构、性质、作用、检测原理、动物临床方面的应用及研究进展。
关键词:谷胱甘肽过氧化物酶;谷胱甘肽转硫酶;研究进展中图分类号:Q554.6文献标识码:A文章编号:1007-5038(2008)10-0053-04谷胱甘肽过氧化物酶(g lutathione pero xidase, GSH-Px)于1957年由M ills从牛红细胞中发现,分子结构中含硒,故又名硒谷胱甘肽过氧化物酶(Se-GSH-Px),是体内清除H2O2和许多有机氢过氧化物的重要酶。
1976年,Law rence等发现组织中还存在一种不含硒的GSH-Px,命名为谷胱甘肽转硫酶或不含硒的谷胱甘肽过氧化物酶(g lutathio ne-S-tr ansferase,GST或on-Se-GSH-Px),在体内具有清除过氧化物及解毒的双重功能。
文章对GSH-Px和GST的分类与结构、性质、作用、检测原理、动物临床方面的应用及研究进展进行了阐述。
1分类与结构从人和动物组织或细胞中提纯的GSH-Px,分子质量为76ku~95ku,为水溶性四聚体蛋白,4个亚基相同或极为类似,每个亚基有1个硒原子。
目前发现GSH-Px至少有4种同工酶,其在机体中的分布、亚基结构、一级序列和酶学特点上有显著不同。
第1种为细胞谷胱甘肽过氧化物酶(cGPx),主要分布在组织细胞的细胞区、线粒体和红细胞中,催化还原H2O2和有机氢过氧化物,对各类氢过氧化物都有较好的催化作用。
第2种为磷脂过氧化氢谷胱甘肽过氧化物酶(PH GPX),主要分布在各种组织细胞外的细胞液内,部分分布在细胞膜上,主要还原磷脂过氧化氢、脂肪酸过氧化氢和甾体过氧化氢, PH GPX是必需的生物膜组成成分,可阻止生物膜非专一性的磷脂过氧化。
第3种为血浆谷胱甘肽过氧化物酶(pGPx),主要分布在血液中,既能还原磷脂氢过氧化物又能还原H2O2。
第4种为消化系统谷胱甘肽过氧化物酶(GIGPX),高表达于胃肠道黏膜上皮细胞。
牛红细胞GSH-Px有178个氨基酸,第35位是1个硒半胱氨酸。
在其亚基结构中有4处A-螺旋和4处B-折叠。
整个酶分子中,4个亚基处在一个平面,具有催化活性的硒半胱氨酸位于酶分子表面凹穴的活性部位,易于接触有机氢过氧化物等底物。
后者虽然不溶于水,但由于活性基团周围存在一些疏水性芳香环氨基酸残基,形成脂溶性底物可进入的疏水区域,可以与硒半胱氨酸反应,从而使GSH-Px显示很高的反应性。
GST是分子质量40ku~50ku的二聚体蛋白质,随着亚基的不同组合而有多种同工酶,如哺乳动物的GST分为A, L,P,H,R等5类水溶性GST,另外还有一类是脂溶性的微粒体同工酶。
随着对GST的深入研究,新GST种类不断被发现。
已确定了上述5种主要的酶家族中至少一个成员的三维结构,这些结构都具有包括两个结构域的基本蛋白质折叠。
大鼠肝胞浆GST是由Ya、Yb、Yc3种不同亚基组合成的YaYa、YcYc、YaYc、YbYb等同工酶,亚基的分子质量为22.5ku~25ku;大鼠肝微粒体GST的亚基分子质量却为14ku;不同来源的GST中氨基酸组成可能有差异,分子质量常不一致[1-5]。
*收稿日期:2008-05-04基金项目:福建省教育厅/乳谷胱甘肽过氧化物酶研究0项目(JB03266)作者简介:马森(1947-),男,青海西宁人,教授,主要从事动物生理生化研究。
2化学性质GSH-Px可使H2O2转变为H2O,使许多有机氢过氧化物(ROOH)还原为ROH,在催化反应中需要还原型谷胱甘肽(GSH)作为供氢体,反应如下:2GSH+H2O2GSH-PxGSSH+2H2O,2GSH+ROOH GSH-PxGSSH+2ROH;几乎所有的有机氢过氧化物都可以在GSH-Px的作用下还原为ROH。
GSH-Px虽然可以催化许多巯基化合物氧化,但催化效率相对很低,在所有的巯基化合物中以C-谷胱甘肽的催化效率最高。
GSH-Px愈纯,其性质愈不稳定,纯酶置冰箱中贮存,活力会降低。
GSH-Px的最适pH为8~9,在pH6及其以下,GSH-Px 无活性。
氰化物与叠氮化物都不能抑制GSH-Px的活性。
GSH-Px的吸收光谱在400nm~420nm范围内。
在GST的作用下,GSH可与许多亲电药物结合,如GSH与1-氯-2,4-二硝基苯结合成1-巯基-2, 4-二硝基苯:GSH+C6H3(NO2)2ClNon-S e-GS H-Px SG-C6H3(NO2)2Cl+H Cl;该酶还可以清除脂类氢过氧化物,但不能催化H2O2分解,2GSH+ROOHNon-Se-GSH-PxROH+H2O+GSSG,从微粒体提纯的GST为低活性酶,被活化剂N-乙基-顺丁烯二酰亚胺、靛乙酰胺等处理后活性可明显增强。
牛乳中也存在GST,测定牛乳中GSH-Px和GST的活性及热稳定性,发现温度升至75e加热15s,GSH-Px活力大致降到原有的20%;95e煮沸1m in后活性全部丧失。
75e加热15s,GST的活性下降50%,95e煮沸1min后GST活性仍保存30%左右,GST有更高的耐热性[6]。
3谷胱甘肽过氧化物酶的作用机制在GSH-Px的催化反应中,分子中的硒半胱氨酸起重要作用。
在反应(1)中ROOH可用H2O2代替。
无论ROOH还是H2O2,都可将GSH-Px中的E-CysSe-+H++ROOH k1E-Cy sSeOH+ROH Y(1) E-CysSeOH+GSH k2k-2E-Cy sSe-SG+H2O(2)E-Cys-Se-SG+GSH k3k-3E-Cys-Se-+GSSG+H+(3)硒醇离子氧化成硒次磺酸衍生物(E-CysSeOH),但后者是酶促反应的中间物(过度态复合物)。
在反应(2)中GSH为供氢体,它与酶反应的中间物作用后产生E-Cy sSe-SG(酶-底物复合物)。
然后通过反应(3)再与GSH反应,生成原来的GSH-Px与氧化型谷胱甘肽(GSSG)。
这三步反应表明,GSH-Px的催化反应是一种循环过程,其中硒半胱氨酸发生的可逆性氧化还原反应起重要作用;在循环过程中GSH-Px可恢复原来状态,但GSH却变成GSSG。
要使GSSG还原成GSH,必须在GSH还原酶作用下由NADPH提供H,反应式:GSSG+NADPH GSH还原酶2GSH+NADP+[1-4]。
4生物学作用4.1谷胱甘肽过氧化物酶的作用4.1.1清除脂类氢过氧化物GSH-Px的主要作用是清除脂类氢过氧化物,并在过氧化氢酶含量很少或H2O2产量很低的组织中,可代替过氧化氢酶清除H2O2,其清除脂类氢过氧化物的速度决定于GSH-Px的浓度,而与GSH的浓度无关。
4.1.2清除H2O2脑与精子中几乎不含过氧化氢酶,而含较多的GSH-Px,代谢中产生的H2O2可以被GSH-Px清除。
即使含过氧化氢酶较多的组织,仍需GSH-Px清除H2O2,因为在细胞中过氧化氢酶多存在于微体,而在胞浆和线粒体中却很少,组织中较多的GSH-Px可及时清除H2O2;如有的病人缺乏产生过氧化氢酶的基因,但GSH-Px可清除H2O2,故H2O2损伤组织不明显。
4.1.3减轻有机氢过氧化物对机体的损伤在病理生理情况下,活性氧如#OH可能诱发脂类过氧化,除了直接造成生物膜损伤外,还可以通过脂类氢过氧化物与蛋白质、核酸反应,使机体发生广泛性损伤。
如果GSH-Px清除脂类氢过氧化物能力不受影响,机体的损伤就可减轻。
除了脂类氢过氧化物外,还可能出现其他有机氢过氧化物,如核酸氢过氧化物、胸腺嘧啶氢过氧化物,这两者属于致突变剂, GSH-Px清除有机氢过氧化物的作用可降低致突发生率。
脂类过氧化也是细胞老化的原因之一,预防脂类过氧化可延缓细胞老化,所以GSH-Px在预防衰老方面起到重要作用[7]。
4.1.4参与前列腺素合成的调节前列腺素在体内分布较广,其合成原料为花生四烯酸。
但在环氧酶与脂氧合酶的作用下,花生四烯酸尚可氧化成某54动物医学进展2008年第29卷第10期(总第183期)些氢过氧化物(XOOH)。
这些氢过氧化物显著干扰前列腺素的生物合成。
在GSH-Px的作用下, XOOH可转变为无活性物质(XOH),故GSH-Px 对前列腺素的生物合成起到调节作用。
4.1.5其他作用硒和GSH系统在氧化防御反应中起着关键作用。
此外,GSH在代谢、细胞信号传导和蛋白质相互作用中也具有辅助性功能,还可以调节机体防御反应。
其他含硒蛋白也有抗氧化特性。
硒蛋白和有机硒复合物可以催化过亚硝酸盐反应生成NO2,在预防过亚硝酸盐的生成中也起着重要作用,可以保护细胞免受过亚硝酸盐的损害[8]。
4.2谷胱甘肽转硫酶的作用GST广泛存在于哺乳动物各组织器官中,主要功能是催化某些内源性或外来有害物质的亲电子基团与还原型谷胱甘肽的巯基偶联,增加其疏水性使其易于穿越细胞膜,分解后排出体外,从而达到解毒的目的,保护DNA及一些蛋白质免受损伤。
GST 在肝细胞中含量很多,肝细胞受到损伤时GST很快会释放到血液中,因此血液中GST升高可作为肝脏损伤的敏感指标。
GST具有清除体内过氧化物及解毒的双重功能,但GST在GSH-Px活力降低的条件下,只有清除脂质过氧化物(LPO)的功能[1-3,5]。
5检测方法GSH-Px的活力以催化GSH的反应速度来表示。
由于GSH和H2O2生成GSSH和H2O的反应在没有酶的条件下也能进行,因此计算酶活力时必须扣除非酶促反应引起的GSH减少的部分。
GSH 测定通常采用二硫代二硝基苯甲酸法,其原理是GSH和二硫代二硝基苯甲酸作用生成5-硫代二硝基苯甲酸阴离子。
该离子呈现较稳定的黄色,在412nm测定其吸光度,即可计算出GSH的量,以单位时间内GSH减少量来表示GSH-Px活力。
GST 具有催化GSH与1氯-2,4-二硝基苯结合的能力,GSH+C6H3(NO2)2Cl C6H3(NO2)2GS(1-巯基-2,4-二硝基苯)+H Cl,在一定时间内,活性高低与GSH的减少量呈线性关系。