Oksidirani glutation se može reducirati pomoćuenzimaglutation reduktaze, koja kao donor elektrona koristiNADPH. Odnos reduciranog i oksidirnog unutarćelijskog glutationa se često koristi kao mjera ćelijsketoksičnosti.[9]
Glutation nije esencijsko hranjivo za ljude, jer se može biosintetizovati u tijelu izaminokiselinaL-cysteina,L-glutaminske kiseline iglicina.Sulfhidril skupina (SH) cisteina služi kaodonor protona i odgovorna je za biološke aktivnosti. Cistein je faktor ograničavajućie stope u biosintezi ćelijskog glutationa, jer je ova aminokiselina relativno rijetka u hrani.
Prvi,gama-glutamilcistein se sintetiziraL-glutamata i cisteina preko enzima andgama-glutamilcistein sintetaza (ligaza glutamat cisteina: GCL). Ova reakcija ima ograničavajuću stopu koraka u sintezi glutationa.[13]
Životinjskaglutamat cistein ligaza (GCL) jeheterodimerni enzim sastavljen od modulacijske podjedinice. Katalitska podjedinica je obavezna i dovoljna za svu GCL enzimsku aktivnost, dok neuromodulatorna podjedinice povećava efikasnost enzimske katalize.Miševi kojima nedostaju katalitske podjedinice (tj. nedostajuće svede novo sinteze GSH) umre prije rođenja.[14] Miševi bez modulacijskih podjedinica ne ispoljavaju nikakav očigledanfenotip, ali pokazuju značajan pad u TSH i povećanu osjetljivost na toksične unose.[15][16][17]
Iako su sve ljudske ćelije sposobne za sintetiziranje glutationa, kao suštinska se pokazala njegova sinteza ujetri. Miševi sa genetički iduciranim gubitkom GCLC (odnosno, GSH sinteze) samo u jetri, ugibaju za mjesec dana nakon rođenja.[18]
Biljnaglutamat cistein ligaza (GCL) jeredoks-osjetljivihomodimerni enzim, koji je u biljnom carstvu konzerviran.[19] U okruženju zasićenom kisikom, formiraju se međumolekulski disulfidni mostovi, koje enzim prebacuje na dimerno aktivno stanje. Središnji potencijal kritičkog cisteinskog para je -318 mV. Pored redoks-ovisne kontrole, kod biljka postoji i GCL enzimski povratni odgovor, inhibiran putem GSH.[20] GCL je isključivo lociran uplastidima, aglutation syntetaza je dvociljna za plastide i citosol, tako da GSH igama-glutamilcistein odlaze iz plastida.[21] Both glutathione biosynthesis enzymes are essential in plants; knock-outs of GCL and GS are lethal to embryo and seedling.[22]
Glutation postoji i u reduciranoj (GSH) i oksidiranom (GSSG) stanju. U reduciranom, cisteinska grupa je u mogućnosti da doniraredukcijski ekvivalent (H++e–) na druge nestabilne molekule, kao što je vrsta reaktivnog kisika. U doniranja elektrona, sam glutation postaje reaktivan, ali lahko reagira s drugim reaktivnim glutationom da se formiraglutation disulfid (GSSG). Takva reakcija nastaje vjerojatno zbog relativno visoke koncentraciju glutationa u ćelijama (do 5 mm u jetri).GSH može regenerirati preko GSSG enzimaglutation reduktaza (GSR): NADPH reducira FAD prisutan u GSR da proizvede prolazni Fadh-anion. Ovajanion zatim brzo cijepa disulfidnu vezu (Cys 58 - Cys 63) i dovodi do stvaranja Cys63 što je nukleofilni napad na najbliži sulfidnu jedinicu u GSSG molekuli (promovira His467). To stvara mješovitu disulfidnu vezu (GS-Cys58) i GS-anion. His467 GSR onda protonizira GS-anion da se formira prvi GSH. Zatim, Cys63 nukleofil napada sulfid iz Cys58, oslobađajući GS-anion, koji, zauzvrat, pokupi proton otapala pušten iz enzima, čime se stvara drugi GSH. Dakle, za svaki GSSG i NADPH, dobiju se dvije molekuke reduciranog GSH, što može djelovati kao antioksidans, ponovo skupljajući reaktivnu vrstu kisika u ćeliji.
GSH može regenerirati iz GSSG od enzimaglutation reduktaze (GSR): NADPH reducira prisutni FAD u GSR da proizvede prolazni Fadh-anion. Ovaj anion zatim brzo cijepa disulfidnu vezu (Cys 58 - Cys 63) i dovodi do Cys63 koji nukleophilno napada najbližu sulfidnu jedinicu u GSSG molekuli (promovira His467), što stvara mješovitu disulfidnu vezu (GS-Cys58) i GS-anion. His467 GSR onda protonizira GS-anion da se formira prvi GSH. Zatim, Cys63 nukleophilno napada sulfid u Cys58, oslobađajući GS-anion, koji, zauzvrat, pokupi proton otapala otpušten iz enzima, čime se stvara druga molekula GSH. Dakle, za svaki GSSG i NADPH, dobiju se dvije reduciranane molekule GSH, što može djelovati kao antioksidans ponovo skupljajući reaktivnu vrstu kisika u ćeliji.
U zdravim ćelijama i tkivima , preko 90% ukupnog glutationa je u reduciranoj obliku (GSH), a ima manje od 10% formiranog disulfidnog (GSSG). Povećan omjer GSSG/GSH se smatra pokazateljem oksidacijskogstresa.[23]
Glutation ima mnogostruke funkcije:
Glavni je unutrašnji antioksidans koji proizvode ćelije, koji direktno učestvuje u neutralizaciji slobodnih radikala i komponenti reaktivnog kisika, kao i održavanje vanjskih antioksidanasa, kao što su vitaminiC iE, u reduciranom (aktivnom) obliku.[24][25]
Regulacija ciklusadušik oksida je kritična za život,a može biti problem ako je neuređen.[26]
Ima vitalnu funkciju u metabolizmuželjeza. Osiromašene ćelije kvasca osiromašen koje sadrže toksične razine GSH pokazuju intenzivnu privlaćnost za željezo, nalik odgovoru i oštećenju aktivnosti vanmitohondrijskih ISC enzima, a zatim i smrti.[27]
^Pompella A., Visvikis A., Paolicchi A., De Tata V., Casini A. F. (2003). "The changing faces of glutathione, a cellular protagonist".Biochemical Pharmacology.66 (8): 1499–503.doi:10.1016/S0006-2952(03)00504-5.PMID14555227.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
^Lindhorst T. (2007): Essentials of carbohydrate chemistry and biochemistry. Wiley-VCH, 3527315284}}
^Robyt F. (1997): Essentials of carbohydrate chemistry. Springer,ISBN0387949518.
^Kornberg A. (1989): For the love of enzymes – The Odyssay of a biochemist. Harvard University Press, Cambridge (Mass.), London,ISBN0-674-30775-5,ISBN0-674-30776-3.
^Laidler K. J. (1978): Physical chemistry with biological applications. Benjamin/Cummings, Menlo Park,ISBN0-8053-5680-0.
^Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R., Ed. (2005): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo,ISBN9958-9344-1-8.
^Međedović S., Maslić E., Hadžiselimović R. (2000): Biologija 2. Svjetlost, Sarajevo,ISBN9958-10-222-6.
^Anna Pastore, Fiorella Piemonte, Mattia Locatelli, Anna Lo Russo, Laura Maria Gaeta, Giulia Tozzi, Giorgio Federici (2003). "Determination of blood total, reduced, and oxidized glutathione in pediatric subjects".Clinical Chemistry.47 (8): 1467–9.PMID11468240.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
^Hunter G. K. (2000): Vital Forces. The discovery of the molecular basis of life. Academic Press, London 2000,ISBN0-12-361811-8.
^Nelson D. L., Cox M. M. (2013): Lehninger principles of biochemistry. W. H. Freeman and Co.,ISBN978-1-4641-0962-1.
^Hall J. E., Guyton A. C. (2006): Textbook of medical physiology, 11th edition. Elsevier Saunders, St. Louis, Mo,ISBN0-7216-0240-1.
^White, C. C.; Viernes, H.; Krejsa, C. M.; Botta, D.; Kavanagh, T. J. (2003). "Fluorescence-based microtiter plate assay for glutamate–cysteine ligase activity".Analytical Biochemistry.318 (2): 175–180.doi:10.1016/S0003-2697(03)00143-X.PMID12814619.
^Dalton, T; Dieter, MZ; Yang, Y; Shertzer, HG; Nebert, DW (2000). "Knockout of the Mouse Glutamate Cysteine Ligase Catalytic Subunit (Gclc) Gene: Embryonic Lethal When Homozygous, and Proposed Model for Moderate Glutathione Deficiency When Heterozygous".Biochemical and Biophysical Research Communications.279 (2): 324–9.doi:10.1006/bbrc.2000.3930.PMID11118286.
^Yang, Y.; Dieter, MZ; Chen, Y; Shertzer, HG; Nebert, DW; Dalton, TP (2002). "Initial characterization of the glutamate-cysteine ligase modifier subunit Gclm(-/-) knockout mouse. Novel model system for a severely compromised oxidative stress response".Journal of Biological Chemistry.277 (51): 49446–52.doi:10.1074/jbc.M209372200.PMID12384496.
^Giordano, G; Afsharinejad, Z; Guizzetti, M; Vitalone, A; Kavanagh, T; Costa, L (2007). "Organophosphorus insecticides chlorpyrifos and diazinon and oxidative stress in neuronal cells in a genetic model of glutathione deficiency".Toxicology and Applied Pharmacology.219 (2–3): 181–9.doi:10.1016/j.taap.2006.09.016.PMID17084875.
^McConnachie, L. A.; Mohar, I.; Hudson, F. N.; Ware, C. B.; Ladiges, W. C.; Fernandez, C.; Chatterton-Kirchmeier, S.; White, C. C.; Pierce, R. H.; Kavanagh, T. J. (2007). "Glutamate Cysteine Ligase Modifier Subunit Deficiency and Gender as Determinants of Acetaminophen-Induced Hepatotoxicity in Mice".Toxicological Sciences.99 (2): 628–36.doi:10.1093/toxsci/kfm165.PMID17584759.
^Chen, Ying; Yang, Yi; Miller, Marian L.; Shen, Dongxiao; Shertzer, Howard G.; Stringer, Keith F.; Wang, Bin; Schneider, Scott N.; Nebert, Daniel W.; Dalton, Timothy P. (2007). "Hepatocyte-specificGclcdeletion leads to rapid onset of steatosis with mitochondrial injury and liver failure".Hepatology.45 (5): 1118–28.doi:10.1002/hep.21635.PMID17464988.
^Hothorn, M.; Wachter, A; Gromes, R; Stuwe, T; Rausch, T; Scheffzek, K (2006). "Structural Basis for the Redox Control of Plant Glutamate Cysteine Ligase".Journal of Biological Chemistry.281 (37): 27557–65.doi:10.1074/jbc.M602770200.PMID16766527.
^Wachter, Andreas; Wolf, Sebastian; Steininger, Heike; Bogs, Jochen; Rausch, Thomas (2004). "Differential targeting of GSH1 and GSH2 is achieved by multiple transcription initiation: implications for the compartmentation of glutathione biosynthesis in the Brassicaceae".The Plant Journal.41 (1): 15–30.doi:10.1111/j.1365-313X.2004.02269.x.PMID15610346.
^Pasternak, Maciej; Lim, Benson; Wirtz, Markus; Hell, RüDiger; Cobbett, Christopher S.; Meyer, Andreas J. (2007). "Restricting glutathione biosynthesis to the cytosol is sufficient for normal plant development".The Plant Journal.53 (6): 999–1012.doi:10.1111/j.1365-313X.2007.03389.x.PMID18088327.
^Halprin, Kenneth (1967). "The Measurement of Glutathione in Human Epidermis using Glutathione Reductase".Journal of Investigative Dermatology.48 (2): 149.doi:10.1038/jid.1967.24.
^Scholz, RW. Graham KS. Gumpricht E. Reddy CC. (1989). "Mechanism of interaction of vitamin E and glutathione in the protection against membrane lipid peroxidation".Ann NY Acad Sci.570: 514–7.doi:10.1111/j.1749-6632.1989.tb14973.x.
^Hughes, RE (1964). "Reduction of dehydroascorbic acid by animal tissues".Nature.203 (4949): 1068–9.doi:10.1038/2031068a0.
^Kumar, Chitranshu; et al. (2011). "Glutathione revisited: a vital function in iron metabolism and ancillary role in thiol-redox control".The EMBO Journal.30: 2044–2056.doi:10.1038/emboj.2011.105.Eksplicitna upotreba et al. u:|last2= (pomoć)
