Gamma-L-glutamyl-L-cystein - Gamma-L-Glutamyl-L-cysteine
![]() | |
Jména | |
---|---|
Systematický název IUPAC (2S) -2-Amino-5 - [[(1R) -1 -karboxy-2-sulfanylethyl] amino] -5-oxopentanová kyselina | |
Ostatní jména gama-glutamylcystein | |
Identifikátory | |
3D model (JSmol ) | |
3DMet | |
1729154 | |
ChEBI | |
ChEMBL | |
ChemSpider | |
DrugBank | |
Informační karta ECHA | 100.164.128 ![]() |
KEGG | |
Pletivo | gama-glutamylcystein |
PubChem CID | |
Řídicí panel CompTox (EPA) | |
| |
| |
Vlastnosti | |
C8H14N2Ó5S | |
Molární hmotnost | 250.27 g · mol−1 |
Vzhled | Bílé neprůhledné krystaly |
log P | −1.168 |
Kyselost (strK.A) | 2.214 |
Zásaditost (strK.b) | 11.783 |
Související sloučeniny | |
Související alkanové kyseliny | |
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
![]() ![]() ![]() | |
Reference Infoboxu | |
y-L-glutamyl-L-cystein, také známý jako y-glutamylcystein (GGC), je dipeptid nalezen v zvířata, rostliny, houby, někteří bakterie, a archaea. Má relativně neobvyklou y-vazbu mezi složkou aminokyseliny, Kyselina L-glutamová a L-cystein a je klíčovým meziproduktem v gama (γ) -glutamylovém cyklu, který poprvé popsal Meister v 70. letech.[1][2] Je to bezprostřední předchůdce antioxidant glutathion.[3]
Biosyntéza
GGC je syntetizován z kyseliny L-glutamové a L-cysteinu v cytoplazma prakticky všech buňky v adenosintrifosfát (ATP) vyžadující reakci katalyzovaný podle enzym glutamát-cysteinová ligáza (GCL, EC 6.3.2.2; dříve y-glutamylcysteinsyntetáza). Výroba GGC je omezení rychlosti krok v syntéze glutathionu.
Výskyt
GGC se vyskytuje u člověka plazma v rozmezí 1 - 5 µM[2][3] a intracelulárně při 5 - 10 uM.[4] Intracelulární koncentrace je obecně nízká, protože GGC je rychle vázané s glycin za vzniku glutathionu. Tento druhý a poslední reakce krok v glutathionu biosyntéza je katalyzován aktivitou závislou na ATP glutathion syntetáza enzym.
Důležitost
GGC je nezbytné savčí život. Myši, které měly glutamát-cysteinovou ligázu (GCL) gen vyřazen nevyvíjejte se za embryonální fázi a neumírejte před narozením[5] Je to proto, že GGC je životně důležitý pro biosyntézu glutathionu. Vzhledem k tomu, že produkce buněčného GGC u lidí zpomaluje s věkem, stejně jako v průběhu vývoje mnoha chronická onemocnění, bylo předpokládáno, že suplementace GGC by mohla nabídnout zdravotní výhody. Takové doplnění GGC může být také užitečné v situacích, kdy byl glutathion akutně snížena pod optimální hodnotu, například po namáhavém cvičení, při traumatu nebo epizodách otravy.
Bylo publikováno několik přehledových článků zkoumajících terapeutický potenciál GGC k doplnění glutathionu ve vztahu k věku[6] a chronické chorobné stavy, jako je Alzheimerova choroba.[7]
GGC je také schopen být sám o sobě silným antioxidantem.[8][9][10]
Dostupnost
Syntéza GGC pro komerční použití je mimořádně obtížná a donedávna nebyl vyvinut žádný komerčně životaschopný proces pro výrobu ve velkém měřítku. Hlavní nevýhodou, která brání komerčnímu úspěchu chemické syntézy GGC, je počet zapojených kroků díky třem reaktivním skupinám na molekulách kyseliny L-glutamové a L-cysteinu, které musí být maskovány, aby bylo dosaženo správného regioizomer. Podobně došlo k mnoha pokusům o biologickou produkci GGC pomocí kvašení v průběhu let a žádný z nich nebyl úspěšně uveden na trh.[11][12][13][14]
Ke konci roku 2019 byl v Austrálii vyvinut biokatalytický proces, který je patentován[15] a komercializován. GGC je nyní k dispozici jako doplněk v USA pod ochrannou známkou Glytein a prodávány jako formulovaný doplněk v rámci Kontinuální G značka.
Biologická dostupnost a doplňování
Člověk klinická studie u zdravých dospělých bez půstu prokázali, že orálně podávaný GGC se může významně zvýšit lymfocyt Hladiny GSH indikující systémovou biologickou dostupnost, validující terapeutický potenciál GGC,[16]
Studie na zvířecích modelech s GGC podpořily potenciální terapeutickou roli GGC jak při snižování oxidační stres poškození tkáně, včetně mozku[17] a jako léčba pro sepse.[18]
Naproti tomu suplementace glutathionem není schopna zvýšit buněčný glutathion, protože koncentrace GSH nalezená v extracelulárním prostředí je mnohem nižší než koncentrace zjištěná intracelulárně asi tisíckrát. Tento velký rozdíl znamená, že existuje nepřekonatelný koncentrační gradient který zakazuje extracelulární glutathion vstupovat do buněk. I když v současné době není prokázáno, GGC může být přechodnou cestou přenosu glutathionu v mnohobuněčných organismech[19][20]
Bezpečnost
Posouzení bezpečnosti sodné soli GGC u potkanů ukázalo, že perorálně podané (žaludeční sonda ) GGC nebyl akutně toxický při limitu jednorázové dávky 2 000 mg / kg (sledováno po dobu 14 dnů) a nevykazoval žádné nežádoucí účinky po opakovaných denních dávkách 1 000 mg / kg po dobu 90 dnů.[21]
Dějiny
V roce 1983, průkopnice výzkumu glutathionu, Mary E. Anderson a Alton Meister, byli první, kdo referovali o schopnosti GGC zvyšovat hladinu GSH v modelu u potkana [3]. Ukázalo se, že intaktní GGC, který byl syntetizován v jejich vlastní laboratoři, je přijímán buňkami, přičemž obcházel krok omezující rychlost enzymu GCL, který se má převést na glutathion. Kontrolní experimenty s kombinacemi základních aminokyselin, které tvoří GGC, včetně kyseliny L-glutamové a L-cysteinu, byly neúčinné. Od této počáteční práce bylo provedeno pouze několik studií využívajících GGC, protože na trhu nebyl žádný komerční zdroj GGC. Následně se GGC stalo komerčně dostupným a byly zahájeny studie zkoumající jeho účinnost.[16][18][22]
Reference
- ^ Orlowski, M .; Meister, A. (01.11.1970). „Gama-glutamylový cyklus: možný transportní systém pro aminokyseliny“. Sborník Národní akademie věd. 67 (3): 1248–1255. doi:10.1073 / pnas.67.3.1248. ISSN 0027-8424. PMID 5274454.
- ^ A b Meister, A; Anderson, ME (1983). "Glutathion". Roční přehled biochemie. 52 (1): 711–760. doi:10.1146 / annurev.bi.52.070183.003431. ISSN 0066-4154. PMID 6137189.
- ^ A b Anderson, M. E .; Meister, A. (01.02.1983). „Transport a přímé využití gama-glutamylcystu (e) ine pro syntézu glutathionu“. Sborník Národní akademie věd. 80 (3): 707–711. doi:10.1073 / pnas.80.3.707. ISSN 0027-8424. PMID 6572362.
- ^ Mårtensson, Johannes (1987). "Metoda pro stanovení volného a celkového obsahu glutathionu a y-glutamylcysteinu v lidských leukocytech a plazmě". Journal of Chromatography B: Biomedical Sciences and Applications. 420: 152–157. doi:10.1016/0378-4347(87)80166-4. ISSN 0378-4347. PMID 3667817.
- ^ Dalton, Timothy P .; Chen, Ying; Schneider, Scott N .; Nebert, Daniel W.; Shertzer, Howard G. (2004). "Geneticky pozměněné myši k hodnocení homeostázy glutathionu ve zdraví a nemoci". Volná radikální biologie a medicína. 37 (10): 1511–1526. doi:10.1016 / j.freeradbiomed.2004.06.040. ISSN 0891-5849. PMID 15477003.
- ^ Ferguson, Gavin; Bridge, Wallace (2016). „Glutamát cysteinová ligáza a s věkem související pokles buněčného glutathionu: Terapeutický potenciál γ-glutamylcysteinu“. Archivy biochemie a biofyziky. 593: 12–23. doi:10.1016 / j.abb.2016.01.017. ISSN 0003-9861. PMID 26845022.
- ^ Braidy, Nady; Zarka, Martin; Welch, Jeffrey; Bridge, Wallace (2015-04-27). „Terapeutické přístupy k modulaci hladin glutathionu jako farmakologická strategie při Alzheimerově chorobě“. Současný výzkum Alzheimerovy choroby. 12 (4): 298–313. doi:10.2174/1567205012666150302160308. ISSN 1567-2050. PMID 25731620.
- ^ Quintana-Cabrera, Ruben; Bolaños, Juan (29.01.2013). „Glutathion a γ-glutamylcystein ve antioxidačních funkcích a funkcích přežití mitochondrií“. Transakce biochemické společnosti. 41 (1): 106–110. doi:10.1042 / bst20120252. ISSN 0300-5127. PMID 23356267.
- ^ Quintana-Cabrera, Ruben; Fernandez-Fernandez, Seila; Bobo-Jimenez, Veronica; Escobar, Javier; Sastre, Juan; Almeida, Angeles; Bolaños, Juan P. (2012). „γ-Glutamylcystein detoxikuje reaktivní formy kyslíku tím, že působí jako kofaktor glutathionperoxidázy-1“. Příroda komunikace. 3 (1): 718. doi:10.1038 / ncomms1722. ISSN 2041-1723. PMID 22395609.
- ^ Nakamura, Yukiko K .; Dubick, Michael A .; Omaye, Stanley T. (2012). „γ-Glutamylcystein inhibuje oxidační stres v lidských endoteliálních buňkách“. Humanitní vědy. 90 (3–4): 116–121. doi:10.1016 / j.lfs.2011.10.016. ISSN 0024-3205. PMID 22075492.
- ^ [1] „„ Mikroorganismus a způsob nadprodukce gama-glutamylcysteinu a derivátů tohoto dipeptidu fermentací “, vydáno 2014-04-15
- ^ [2] „Candida utilis obsahující gama-glutamylcystein“, vydaný 26. 3. 2003
- ^ [3] „„ Kvasinky produkující gama-glutamylcystein a způsob jejich screeningu “, vydáno 21. 11. 2002
- ^ [4], „Způsob výroby y-glutamylcysteinu“, vydaný 11. 12. 2003
- ^ [5], „Proces výroby y-glutamylcysteinu“, vydaný 31. 3. 2006
- ^ A b Zarka, Martin Hani; Bridge, Wallace John (2017). „Orální podávání γ-glutamylcysteinu zvyšuje hladiny intracelulárního glutathionu nad homeostázu v randomizované pilotní studii s lidskou studií“. Redox biologie. 11: 631–636. doi:10.1016 / j.redox.2017.01.014. ISSN 2213-2317. PMC 5284489. PMID 28131081.
- ^ Le, Truc M .; Jiang, Haiyan; Cunningham, Gary R .; Magarik, Jordan A .; Barge, William S .; Cato, Marilyn C .; Farina, Marcelo; Rocha, Joao B.T .; Milatovic, Dejan; Lee, Eunsook; Aschner, Michael (2011). „γ-Glutamylcystein zlepšuje oxidační poškození neuronů a astrocytů in vitro a zvyšuje glutathion v mozku in vivo“. NeuroToxikologie. 32 (5): 518–525. doi:10.1016 / j.neuro.2010.11.008. ISSN 0161-813X. PMC 3079792. PMID 21159318.
- ^ A b Yang, Yang; Li, Ling; Hang, Qiyun; Fang, Yuan; Dong, Xiaoliang; Cao, Peng; Yin, Zhimin; Luo, Lan (2019). „γ-glutamylcystein vykazuje protizánětlivé účinky tím, že zvyšuje hladinu buněčného glutathionu“. Redox biologie. 20: 157–166. doi:10.1016 / j.redox.2018.09.019. ISSN 2213-2317. PMC 6197438. PMID 30326393.
- ^ Wu, Guoyao; Fang, Yun-Zhong; Yang, Sheng; Lupton, Joanne R .; Turner, Nancy D. (03.03.2004). „Metabolismus glutathionu a jeho důsledky pro zdraví“. The Journal of Nutrition. 134 (3): 489–492. doi:10.1093 / jn / 134.3.489. ISSN 0022-3166. PMID 14988435.
- ^ Stark, Avishay-Abraham; Porat, Noga; Volohonsky, Gloria; Komlosh, Arthur; Bluvshtein, Evgenia; Tubi, Chen; Steinberg, Pablo (2003). "Role y-glutamyl transpeptidázy v biosyntéze glutathionu". Biofaktory. 17 (1–4): 139–149. doi:10.1002 / biof.5520170114. ISSN 0951-6433. PMID 12897436. S2CID 86244588.
- ^ Chandler, S.D .; Zarka, M.H .; Vinaya Babu, S.N .; Suhas, Y.S .; Raghunatha Reddy, K.R .; Bridge, W. J. (2012). „Posouzení bezpečnosti sodné soli gama-glutamylcysteinu“. Regulační toxikologie a farmakologie. 64 (1): 17–25. doi:10.1016 / j.yrtph.2012.05.008. ISSN 0273-2300. PMID 22698997.
- ^ Braidy, Nady; Zarka, Martin; Jugder, Bat-Erdene; Welch, Jeffrey; Jayasena, Tharusha; Chan, Daniel K. Y .; Sachdev, Perminder; Bridge, Wallace (08.08.2019). „Prekurzor glutathionu (GSH), y-glutamylcysteinu (GGC), může zmírnit oxidační poškození a neurozánět vyvolaný oligomery Ap40 v lidských astrocytech.“. Frontiers in Aging Neuroscience. 11: 177. doi:10.3389 / fnagi.2019.00177. ISSN 1663-4365. PMC 6694290. PMID 31440155.
![]() | Tento článek o organická sloučenina je pahýl. Wikipedii můžete pomoci pomocí rozšiřovat to. |