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Glutathion
Glutathion
Strukturformel und Molekülmodell
Strukturformel aus Glutathion
Allgemeines
MolekularformelC10huh17Nein3Ö6so
Andere Namen2-Amino-5-[1-(carboxymethylcarbamoyl)-2-mercaptoethyl]amino-5-oxo-pentansäure
Molmasse307,33 G/Maulwurf
CAS-Nummer70-18-8
PubChem745
LD50 (Mäuse)(Oral)[1] 5000mg/kg
Physikalische Eigenschaften
AggregatzustandFest
FarbeWeiß
Schmelzpunkt185-195 °C
Mäßig löslich inWasser
Unlöslich inEthanol
Ernährungseigenschaften
Wesentlich?Ja
Wenn nicht anders angegeben normale Bedingungen gebraucht (298.15k oder 25 °C, 1 Bar).
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Glutathion (abgekürzt zu GSH, mit dem G für Glutathion, dem SH für das freie Thiolgruppe), auch bezeichnet als -l-Glutamyl-l-Cysteinylglycin, ist ein triPeptid das besteht aus den Aminosäuren Cystein, Glycin und Glutaminsäure. Glutathion kommt in fast allen vor Zellen in hoher Konzentration für und ist eines der wichtigsten Antioxidantien Im Körper. Gleichzeitig ist die Substanz ein Reservevorrat für Cystein.

Obwohl GSH als Tripeptid bezeichnet wird, handelt es sich um eine besondere Variante: Glutaminsäure ist Carboxygruppe an Cystein von seiner Seitenkette gebunden.

Dann Frederick Gowland Hopkins 1921 ein Cystein-haltiges Peptid in Hefe und tierischen Zellen und nannte es Glutathion, ursprünglich dachte man, es sei γ-Glutamylcystein. Später kam der Verdacht auf die Tripeptidstruktur auf, aber erst 1935 konnten Harington und Mead GSH . vollständig testen synthetisieren bestätigen diese Struktur.[2][3]

Biosynthese

Glutathion ist für den Menschen kein essentieller Nährstoff, da es aus den Aminosäuren hergestellt werden kann Glutaminsäure (Glu), Cystein (CysH) und Glycin (Gly). Der Gehalt an intrazellulärem Cystein stellt den bestimmenden Faktor für die endgültige Menge an intrazellulärem Glutathion dar. Die Biosynthese von Glutathion erfolgt in zwei Schritten, in denen zusätzlich zu Magnesium ebenfalls ATP für die Energieversorgung benötigt. (Der Zeitplan ist unten auf der Seite.)

Alle Zellen des menschlichen Körpers können GSH produzieren. Darüber hinaus ist die Biosynthese dieser Substanz im Leber essenziell: Mäuse mit eingeschränkter Glutathionproduktion in der Leber sterben innerhalb eines Monats nach der Geburt.[4]

Nur wenige Bakterien können den Stoff auch selbst herstellen, wie z Cyanobakterien und Proteobakterien. Die meisten Eukaryoten kann GSH produzieren, aber die entamoeba und Giardien jedoch nicht. Des Archaeen kann nur die Halobakterien GSH selbst erstellen.

Funktionen

Strukturformel der oxidierten Form von Glutathion: GSSG.

Antioxidans

In reduzierter Form (GSH) ist Glutathion eines der stärksten Antioxidantien des Körpers. GSH hilft bei der Synthese zellulärer Makromoleküle wie Proteine und Membranlipide gegen "freie Radikale“ (reaktive Sauerstoffspezies). Als Nebenprodukte der oxidativen Atmung oder durch Stress, UV-Strahlung etc. werden im Körper ständig reaktive Sauerstoffspezies (wie Sauerstoffradikale oder Wasserstoffperoxid) gebildet. Diese sind für viele Zellbestandteile durchaus gefährlich.

Reduziertes Glutathion (GSH) hat eine freie Thiolgruppe und kann durchgehen die Ermäßigung Elektronen auf die reaktiven Sauerstoffspezies übertragen und sie unschädlich machen. Außerdem ist Glutathionion oxidiert und geht von seinem Monomere GSH in . umwandeln dimer GSSG. Durch das Enzym Glutathionreduktase kann mit Verbrauch von consumption NADPH es werden wieder zwei reduzierte GSH-Moleküle gebildet.

Es Redoxpotential von GSH beträgt −240 mV[5] In gesunden Zellen und Geweben liegen mehr als 90 % der Gesamtmenge an Glutathion in reduzierter Form (GSH) und weniger als 10 % in der Disulfidform (GSSG) vor. Ein Anstieg des GSSG-zu-GSH-Verhältnisses weist auf oxidativen Stress hin.

Entgiftung

GSH spielt in Phase II bei der Ausscheidung eine wichtige Rolle (Biotransformation) von Schadstoffen wie Schwermetallen[6] oder Pestizide, Alkohol sowie reaktive Abbauprodukte, die während der Phase I des Entgiftungsprozesses entstehen können. GSH stellt diese Stoffe über (enzymatisch oder nicht-enzymatisch) Konjugation besser in Wasser löslich, wodurch sie leichter über den Urin oder die Galle ausgeschieden werden können. Dabei werden die in der Regel im Zytosol verbreitet Glutathion-S-Transferase die Reaktion von GSH mit elektrophil Kohlenstoff. Dabei Halogen-, Sulfat-, Sulfonat-, Phosphat- und Nitrogruppen von Glutathion ersetzt einbiegen in. GSH kann dann an aktivierte Doppelbindungen binden hinzugefügt werden und reagieren Epoxid offene Ringe. Die toxische (giftige) Wirkung beinhaltet die Aktivierung von vicinal Dihalogenalkane zu einem hochreaktiven Episulfoniumring sowie eine β-Lyase-vermittelte Veränderung des GSH-Konjugats in der Niere zu reaktiven Verbindungen.

Cystein-Reserve

GSH ist ein Reservevorrat für Cystein. Eine ständige Anwesenheit von Cystein ist für die Proteinsynthese unverzichtbar. Cystein wird jedoch in a . produziert Aerobic Umwelt von Oxidation ständig, irreversibel (irreversibel) in Cysteinsulfinsäure und Sulfonsäure umgewandelt. Es wird auch für die Synthese von Taurin benutzt. Im Menschen Blutplasma enthält etwa 3 Gramm Cystein in Form von GSH, was für drei Tage ausreicht.[7]

Andere Funktionen

Nahrungsergänzungsmittel

Gemäß der Antioxidans Wirkung wird Glutathion auch als Lebensmittelzusatz und wenn Nahrungsergänzungsmittel verkauft.

Bis vor kurzem ging man allgemein davon aus, dass Glutathion im Magen-Darm-Trakt in einzelne Aminosäuren zerlegt wird, die später in den Körperzellen aus seinen Bestandteilen synthetisiert werden. Dieser Weg wird teilweise ablaufen, ist aber wohl weniger wichtig als der direkte GSH-Absorptionsprozess. Auch exogen verabreichtes Glutathion wird direkt resorbiert und in die Epithelzellen eingebaut,[8]. wodurch der intrazelluläre antioxidative Abwehrmechanismus unserer Epithelzellen verbessert wird. Das Glutathion-Transportsystem im Darm ist sowohl von Na als auch von Ca abhängig.

Glutathion wurde gemischt mit Anthocyane unter dem Decknamen Recancostat-Komp. Mitte der 1990er Jahre zur Krebsprävention verkauft. Es war jedoch ein umstrittenes Plädoyer.[9]

Körperbestände

Praktisch alle Körperzellen enthalten Glutathion, die höchste Konzentration findet sich jedoch in Leberzellen.Ab einem Alter von 40 Jahren sinkt der Glutathionspiegel im Körper[10]. Ab diesem Alter kann manchmal eine Abnahme von bis zu 20-30% der klinisch akzeptablen Menge beobachtet werden. Bei chronisch Kranken ist auch eine deutliche Abnahme des Glutathionspiegels zu beobachten.

Toxine im Allgemeinen und Quecksilber im Besonderen sind in der Lage, intrazelluläres Glutathion vollständig zu abbauen, indem sie zelluläre Entgiftungssysteme (über)aktivieren.[11]

Die Glutathionproduktion kann sein Leber stimuliert durch Einnahme von Acetylcystein (wenn Cysteinspender).

Synthese und Abbau von Glutathion