ГЛУТАТИОН

Глутатион — трипептид, принимающий активное участие во многих окислительно-восстановительных превращениях в организме человека и животных и обеспечивающий функционирование ряда SH-зависимых ферментов, C₁₀H₁₇O₆N₃S:

Глутатион широко распространен в растительном и животном мире. Сравнительно большое количество его содержится в печени, мозге, почках и эритроцитах. Впервые Глутатион был выделен из дрожжей Ф. Гопкинсом в 1921 г., однако окончательное строение этого пептида Харингтон и Мид (С. R. Harington, T. H. Mead) установили только в 1935 г.

Глутатион представляет собой белый кристаллический порошок с t°_пл 190° (с разложением); растворим в воде, не растворим в спирте и эфире. При нагревании с водой Г. распадается с образованием пирролидонкарбоновой к-ты и цистеинилглицина. Нагревание в кислой среде приводит к распаду Г. на составляющие его аминокислоты.

Особенностью строения Г. является то, что остаток глутаминовой к-ты в его молекуле образует пептидную связь с цистеином за счет своей гамма-, а не альфа-карбоксильной группы, как это свойственно белкам. Главной функциональной группой Г. является тиоловая (сульфгидрильная) группа (SH-группа), поэтому широко распространено сокращенное обозначение Г. как Г-SH(G-SH). Такая сульфгидрильная (восстановленная) форма Г. легко подвергается окислению как ферментативным, так и неферментативным путем (под действием мягких окислителей, напр, йода или феррицианида), в результате чего образуется дисульфидная (окисленная) форма Г. (Г—S—S—Г). Этот процесс обратим:

Биосинтез Глутатиона происходит в различных тканях с большой скоростью. Он протекает в два этапа:

Было установлено, что обе реакции требуют присутствия ионов Mg2+ и в некоторых случаях скорость их увеличивается в присутствии ионов К+.

Реакция окисления восстановленного Г. катализируется различными ферментами, отличающимися друг от друга специфичностью по отношению к акцепторам водорода. Наиболее изучена глутатиондегидрогеназа (КФ 1.8.5.1), катализирующая перенос водорода с Г-SH на дегидроаскорбиновую к-ту. Этот фермент содержится в высших растениях и дрожжах. В печени животных обнаружены ферменты, катализирующие перенос водорода с Г-SH на дисульфидные соединения: на гомоцистин (глутатион-гомоцистин — трансгидрогеназа; КФ 1.8.4.1) и на дисульфидную группу в белках (протеиндисульфидредуктаза; КФ 1.8.4.2). Наконец, окисление Г. может катализироваться глутатион: полиолнитрит — оксидоредуктазой (КФ 1,8.6.1).

Обратный процесс — восстановление окисленного Г. катализирует глутатионредуктаза (КФ 1.6.4.2), широко распространенная в животных и растительных тканях. Этот фермент представляет собой флавопротеид, катализирующий перенос водорода с НАДФ-Н или НАД-H на Г-S — S-Г.

Функциональная роль Глутатиона велика и разнообразна. Как активный переносчик водорода он может принимать участие во многих окислительно-восстановительных реакциях, кроме того, важно его значение и как донора SH-групп. В глицеральдегидфосфатдегидрогеназе Г. служит активной группой, непосредственно реагирующей с субстратом. Показано прямое участие Г. в действии по крайней мере двух цис-транс-изомераз: малеил-ацетоацетат-изомеразы и малеил-пируват-изомеразы. Конкретная роль Г. в активности этих ферментов состоит в том, что в восстановленной форме он присоединяется к субстрату по двойной связи, что приводит к образованию насыщенного соединения и позволяет осуществляться свободному вращению:

Глутатион является также коферментом (см. Коферменты) системы глиоксилазы и формальдегиддегидрогеназы. По данным Рапопорта (S. Rapoport), велика роль Г. в защите гемоглобина от действия различных окислителей и в поддержании структурной целостности эритроцитов.

Известны патол, состояния, связанные с нарушением обмена Г. При врожденной недостаточности глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы снижается содержание Г-SH, т. к. указанный фермент постоянно образует НАДФ-Н, способствующий сохранению Г. в восстановленном состоянии. Существуют формы гемолитической болезни новорожденных, одной из причин которых является врожденная недостаточность в эритроцитах глутатионпероксидазы (КФ 1.11.1.9), катализирующей окисление восстановленного Г. перекисью водорода. На третьем месяце жизни клин, проявления болезни самопроизвольно исчезают, а недостаточность фермента сохраняется.

Описана форма гемолитической анемии, связанная с недостаточностью глутатионредуктазы (КФ 1.6.4.2), следствием к-рой является уменьшение содержания Г-SH в эритроцитах. Известно также редкое наследственное заболевание— недостаточность глутатионсинтетазы (КФ 6.3,2.3). При этом содержание общего Г, в крови резко снижается.

Концентрация Г. в крови уменьшается при некоторых поражениях печени, Содержание Г. в крови, отнесенное к числу эритроцитов («показатель Г.»), снижается при гиперхромных анемиях.

Количественное определение Глутатиона в биологическом материале основано на осаждении Г-SH солями кадмия из безбелкового экстракта ткани. Осадок растворяют в фосфорной к-те и количество Г. определяют йодометрически. Для определения общего Г. имеющийся в пробе Г-S — S-Г восстанавливают обработкой цианидом калия или цинковой пылью.

Как лекарственное средство Глутатион не применяется.

Библиография Джорджеску П. и Пэунеску Е. Биохимические методы диагноза и исследования, пер. с румын., с. 159, Бухарест, 1963; Майстер А. Биохимия аминокислот, пер. с англ., с. 268, 315, М., 1961; Рапопорт С. М. Медицинская биохимия, пер. с нем., с. 114 и др., М., 1966; Торчинский Ю. М. Сульфгидрильные и дисульфидные группы белков, с. 149, М., 1971; Шрёдер Э. и Любке К. Пептиды, пер. с англ., т. 2, с. 336, М., 1969; Glutathione, ed. by L. Flohe a. o., Stuttgart, 1974, bibliogr.

B. И. Розенгарт.