جلوتاثيون

الجلوتاثيون '’'GSH' Glutathione. الأمينية الغلوتامات والسيستين والجلايسين . و هو مضاد للأكسدة فى النباتات والحيوانات والفطريات و بعض البكتيريا والعتائق . الجلوتاثيون قادر على منع تلف المكونات الخلوية المهمة اللى تسببها مصادر زى أنواع الأكسجين التفاعلية والجذور الحرة والبيروكسيدات وبيروكسيدات الدهون والمعادن الثقيلة . و هو ثلاثى الببتيد مع وجود رابطة ببتيد جاما بين مجموعة الكربوكسيل فى السلسلة الجانبية للغلوتامات والسيستين . ترتبط مجموعة الكربوكسيل فى بقايا السيستين برابطة ببتيد طبيعية بالجلايسين .

 التخليق الحيوى و التواجد 
عملية تخليق الجلوتاثيون تضم خطوتين تعتمد على ثلاثى فوسفات الأدينوزين :

 الاول ، يُصنّع جاما-جلوتاميل سيستين من L- جلوتامات و L- سيستين . التحويل ده يتطلب إنزيم ليجاز الغلوتامات-سيستين (GCL، غلوتامات-سيستين سينثاز). ده التفاعل هو الخطوة اللى تُحدّد سرعة تخليق الغلوتاثيون.
 ثانى، يُضاف الجلايسين للطرف الطرفى الكربونى لـ γ-غلوتاميل سيستئين. التكثيف ده بيتحفز بإنزيم الجلوتاثيون سينثيتاز .

الارتباط غير المعتاد بين جاما أميد فى الجلوتاثيون يحمى من التحلل المائى بالببتيدازات.

 حدوث 
الجلوتاثيون هو الثيول غير البروتينى الاكتر وفرة ( مركب فيه ) فى الخلايا الحيوانية، يتراوح من 0.5 ل10 مليمول/لتر. فيه فى السيتوزول والعضيات . تركيز الجلوتاثيون فى السيتوبلازم أعلى بكتير (يتراوح من 0.5-10 ملى مولار) مقارنة بالسوائل بره الخلية (2-20 ميكرومولار)، حيث يوصل لمستويات توصل ل1000 مرة اكبر. فى الخلايا والأنسجة السليمة، فيه اكتر من 90% من إجمالى تجمع الجلوتاثيون فى الشكل المختزل (GSH)، والباقى فى شكل ثنائى الكبريتيد (GSSG). يحتفظ السيتوزول بنسبة 80-85% من GSH الخلوى وتحتفظ الميتوكوندريا بنسبة 10-15%.

يُصنّع البشر الجلوتاثيون، لكن بعض حقيقيات النوى ماتعملش ذلك، بما فيها بعض أعضاء الفصيلة البقولية ، والمتحولة الأميبية ، والجيارديا . العتائق الوحيدة المعروفة اللى تُصنّع الجلوتاثيون هيا البكتيريا الحلزونية . بعض البكتيريا ، زى " البكتيريا الزرقاء " والزائفة الزنجارية ، تقدر تخليق الجلوتاثيون حيوى.

التوافر الجهازى للجلوتاثيون المُتناول عن طريق الفم ضعيف. وليه توافر حيوى منخفض لأن ثلاثى الببتيد هو ركيزة البروتياز (الببتيدازات) فى القناة الهضمية ، وبسبب غياب ناقل محدد للجلوتاثيون على مستوى غشاء الخلية. يساعد تناول ن-أسيتيل سيستين (NAC)، و هو دواء مُشتق من السيستين، على تجديد مستويات GSH جوه الخلايا.

 الوظيفة الكيميائية الحيوية 
يوجد الجلوتاثيون فى حالة مخفضة (GSH) ومؤكسدة ( GSSG ). نسبة الجلوتاثيون المختزل لالجلوتاثيون المؤكسد جوه الخلايا هيا مقياس للإجهاد التأكسدى الخلوى حيث تشير نسبة GSSG لGSH المتزايدة لإجهاد تأكسدى اكبر.

فى الحالة المختزلة، تُعدّ مجموعة الثيول فى بقايا السيستينيل مصدر لمكافئ اختزالى واحد. وبالتالي، يتولد ثنائى كبريتيد الجلوتاثيون (GSSG). تُحوّل الحالة المؤكسدة لالحالة المختزلة بNADPH . يُحفّز ده التحويل باختزال الجلوتاثيون :

 NADPH + GSSG + H 2 O → 2 GSH + NADP + + OH −

 الأدوار 

 مضاد للأكسدة 
يحمى GSH الخلايا عن طريق تحييد (اختزال) جزيئات الأكسجين التفاعلية . ويتضح ده التحويل باختزال البيروكسيدات:

 2 GSH + R 2 O 2 → GSSG + 2 ROH (R = H، ألكيل)

و مع الجذور الحرة:

 GSH + R • → GSSG + RH

 أنظمة 
بالإضافة لتثبيط الجذور الحرة والمؤكسدات التفاعلية، يُسهم الجلوتاثيون فى حماية الثيول و تنظيم الأكسدة والاختزال لبروتينات الثيول الخلوية تحت الإجهاد التأكسدى عن طريق غلوتاثيون البروتين S ، و هو تعديل ثيول بعد الترجمة مُنظّم بالأكسدة والاختزال. يتضمن التفاعل العام تكوين ثنائى كبريتيد غير متماثل من البروتين القابل للحماية (RSH) وGSH:

 RSH + GSH + [O] → GSSR + H 2 O

الجلوتاثيون بيستخدم كمان لإزالة سموم ميثيل غليوكسال والفورمالديهايد ، وهما مستقلِبان سامّان يُنتَجان تحت تأثير الإجهاد التأكسدى. تتم عملية إزالة السموم دى بنظام الجليوكسالاز . يُحفّز الجليوكسالاز I (EC 4.4.1.5) تحويل ميثيل غليوكسال والجلوتاثيون المختزل لS - D - لاكتويل غلوتاثيون. يُحفّز الجليوكسالاز II (EC 3.1.2.6) التحلل المائى لـ S - D - لاكتويل غلوتاثيون لغلوتاثيون وحمض اللاكتيك D.

يحافظ على مضادات الأكسدة الخارجية زى فيتامينات C و E فى حالاتها المخفضة (النشطة).

 الاسْتِقْلاب 
من كتير من العمليات الأيضية اللى يشارك فيها، الجلوتاثيون ضرورى لتخليق الليكوترينات والبروستاجلاندينات . كما يلعب دور فى تخزين السيستين. يُعزز الجلوتاثيون وظيفة السيترولين كجزء من دورة أكسيد النيتريك . و هو عامل مساعد ويؤثر على بيروكسيديز الجلوتاثيون . بيستخدم الجلوتاثيون لإنتاج إس-سلفانيل جلوتاثيون، و هو جزء من أيض كبريتيد الهيدروجين .

 اقتران 
يُسهّل الجلوتاثيون أيض المواد الغريبة . تُحفّز إنزيمات الجلوتاثيون <i id="mwAQ4">إس ترانسفيراز اقترانه مع المواد الغريبة المُحبّة للدهون ،و ده يُسهّل إفرازها أو أيضها. تتجلى عملية الاقتران فى أيض <i id="mwARU">إن -أسيتيل- <i id="mwARY">بى -بنزوكينون إيمين (NAPQI). NAPQI هو مُستقلِب تفاعلى يتكوّن بتأثير السيتوكروم بي450 على الباراسيتامول (الأسيتامينوفين). يقترن الجلوتاثيون مع NAPQI، وتُفرز المجموعة الناتجة. نتيجةً لده التفاعل، يميل تركيز الجلوتاثيون الخلوى للنضوب فى وجود الأسيتامينوفين.

 فى النباتات 
فى النباتات، يشارك الجلوتاثيون فى إدارة الإجهاد. و هو واحد من مكونات دورة الجلوتاثيون-أسكوربات ، و هو نظام يقلل من بيروكسيد الهيدروجين السام. و هو مقدمة للفيتوخلاتينات ، هيا أوليجومرات الجلوتاثيون اللى تزيل المعادن الثقيلة زى الكادميوم . الجلوتاثيون مطلوب للدفاع الفعال ضد مسببات الأمراض النباتية زى الزائفة الزنجارية والفيتوثورا براسيكا . يستخدم أدينيل سلفات ريدكتاز ، و هو إنزيم من مسار استيعاب الكبريت ، الجلوتاثيون كمتبرع للإلكترون. الإنزيمات التانيه اللى تستخدم الجلوتاثيون كركيزة هيا الجلوتاريدوكسينات . تشارك دى الأكسدة والاختزال الصغيرة فى نمو الزهور وحمض الساليسيليك و إشارات دفاع النبات.

 فى تدهور أنظمة توصيل الدواء 
من أنواع مختلفة من السرطان ، يظهر سرطان الرئة وسرطان الحنجرة وسرطان الفم وسرطان الثدى تركيزات أعلى (10-40 مليمول) من الجلوتاثيون مقارنة بالخلايا السليمة. وبالتالي، تتميز أنظمة توصيل الأدوية اللى فيها روابط ثنائى الكبريتيد ، هيا هلاميات نانوية دقيقة مترابطة فى العاده، بقدرتها على التحلل فى وجود تركيزات عالية من الجلوتاثيون (GSH). تطلق عملية التحلل دى حمولة الدواء على وجه التحديد فى الأنسجة السرطانية أو الورمية،و ده يوصل لالاستفادة من الاختلاف الكبير فى إمكانات الأكسدة والاختزال بين البيئة بره الخلية المؤكسدة والسيتوزول جوه الخلايا المختزل.

عند دخولها لالخلايا السرطانية عن طريق البلعمة الخلوية ، تستقبل الهلاميات النانوية تركيزات عالية من الجلوتاثيون (GSH). يُعطى الجلوتاثيون، و هو عامل اختزال فعال، الإلكترونات لروابط ثنائى الكبريتيد فى الهلاميات النانوية،و ده يُطلق تفاعل تبادل ثيول-ثنائى كبريتيد. يُكسر ده التفاعل روابط ثنائى الكبريتيد، محول إياها لمجموعتى ثيول،و ده يُسهل إطلاق الدواء المُستهدف حيث تشتد الحاجة إليه. يُسمى ده التفاعل تفاعل تبادل ثيول-ثنائى كبريتيد.

 R−S−S−R′ + 2 GSH → R−SH + R′−SH + GSSGR و R' هما جزءان من بنية الهلام النانوى الدقيق، و GSSG'' هو الجلوتاثيون المؤكسد (تانى كبريتيد الجلوتاثيون).

كسر روابط ثنائى الكبريتيد يوصل لتحلل الهلام النانوى لشظايا أصغر. توصل عملية التحلل دى لإطلاق أدوية مغلفة. ممكن لجزيئات الأدوية المنطلقة بعد كده أن تُمارس تأثيراتها العلاجية، زى تشجيع موت الخلايا المبرمج فى الخلايا السرطانية.

 استخدامات 

 صناعة النبيت 
محتوى الجلوتاثيون فى العصير ، و هو الشكل الخام الاولانى للنبيذ، تأثير التسمير أو الكراميل وقت إنتاج النبيت الأبيض يحدد عن طريق حبس كينونات حمض الكافيويل الطرطريك الناتجة عن الأكسدة الإنزيمية كمنتج تفاعل العنب . ويمكن تحديد تركيزه فى النبيت بمطيافية الكتلة UPLC-MRM.

 شوف كمان 

 تخفيف التوتر
 نقص إنزيم الجلوتاثيون سينثيتاز
 حمض العيون
 roGFP ، أداة لقياس جهد الأكسدة والاختزال الخلوى للجلوتاثيون
 دورة الجلوتاثيون-الأسكوربات
 إنزيم الجلوتاثيون ترانسفيراز البكتيري
 ثيوريدوكسين ، و هو بروتين صغير فيه السيستين وله وظايف مشابهة اوى كعوامل اختزال
 الجلوتاريدوكسين ، و هو بروتين مضاد للأكسدة يستخدم الجلوتاثيون المختزل كعامل مساعد ويتم اختزاله بشكل غير إنزيمي
 عصية الليثيوم
 ميكوثيول
 γ- L- جلوتاميل- L- سيستين

 مراجع 

تصنيف:مضادات اكسده
تصنيف:مواد
تصنيف:عنصر كيماوى