GSH(抗氧化剂)

背景^[1-6]

谷胱甘肽（GSH）是一种抗氧化剂在植物，动物，真菌和一些细菌和古生菌。谷胱甘肽能够防止由活性氧物质如自由基，过氧化物，脂质过氧化物和重金属引起的重要细胞组分的损害。它是一种在谷氨酸的羧基之间具有γ肽键的三肽侧链和半胱氨酸的胺基，半胱氨酸的羧基通过正常的肽键连接到甘氨酸上。硫醇基团是还原剂，在动物细胞中以约5mM的浓度存在。

谷胱甘肽通过充当电子供体而将细胞质蛋白质内形成的二硫键还原为半胱氨酸。在此过程中，谷胱甘肽转化为其氧化形式，谷胱甘肽二硫化物（GSSG）。一旦被氧化，谷胱甘肽可以通过谷胱甘肽还原酶还原，使用NADPH作为电子供体。细胞内还原型谷胱甘肽与氧化型谷胱甘肽的比例通常用作细胞氧化应激的量度。

谷胱甘肽不是人体必需的营养素，因为它可以在体内由氨基酸L-半胱氨酸，L-谷氨酸和甘氨酸合成;它不必作为饮食中的补充剂存在。半胱氨酸的巯基（SH）用作质子供体并且负责其生物活性。半胱氨酸是细胞谷胱甘肽生物合成中的限速因子，因为这种氨基酸在食物中相对罕见。动物谷氨酸半胱氨酸连接酶（GCL）是由催化和调节亚基组成的异二聚体酶。催化亚基对于所有GCL酶活性是必需且足够的，而调节亚基提高了酶的催化效率。

缺乏催化亚基（即缺乏所有从头GSH合成）的小鼠在出生前死亡缺乏调节性亚基的小鼠没有明显的表型，但表现出明显的GSH降低和对毒性损伤的敏感性增加。虽然所有动物细胞都能够合成谷胱甘肽，但肝脏中谷胱甘肽的合成已被证明是必不可少的。由于缺乏肝脏GSH合成，GCLC敲除小鼠在出生后一个月内死亡。通过电化学梯度，特别是通过转运蛋白RcGshT和RsGshT驱动进入血流的主要转运。

类似地，谷胱甘肽-conjugates，经由肝脏合成，配有优先分泌进入胆汁。植物谷氨酸半胱氨酸连接酶（GCL）是一种氧化还原敏感的同型二聚体酶，在植物界保守。在氧化环境中，形成分子间二硫键，酶切换到二聚活性状态。关键半胱氨酸对的中点电位为-318 mV。除了氧化还原依赖性对照之外，植物GCL酶被谷胱甘肽反馈抑制。

GCL专门位于质体中，谷胱甘肽合成酶（GS）双重靶向质体和胞质溶胶，因此GSH和γ-谷氨酰半胱氨酸从质体中输出。两种谷胱甘肽生物合成酶都是植物必需的;GCL和GS的敲除对胚胎和幼苗是致命的。

应用^[7][8]

GSH(抗氧化剂)可用于皮肤损伤和美白：

谷胱甘肽在防止对皮肤的氧化损伤中起重要作用。除了其众多公认的生物功能外，谷胱甘肽还具有与皮肤美白有关的能力。胱甘肽利用不同的机制来发挥其作为皮肤各级的美白剂作用的黑素生成。它通过阻止神经递质前体L-DOPA在黑色素生成过程中与酪氨酸酶相互作用的能力来抑制黑色素合成。谷胱甘肽通过中断L-DOPA的功能来抑制黑色素的实际产生和凝集。

另一项研究发现，谷胱甘肽通过在酶的活性位点内结合和螯合铜来直接失活酪氨酸酶，从而抑制黑色素的形成。谷胱甘肽的抗氧化特性使其能够通过淬灭自由基和过氧化物来抑制黑色素的合成，这些自由基和过氧化物有助于酪氨酸酶的活化和黑色素的形成。它的抗氧化特性还可以保护皮肤免受紫外线辐射和其他环境以及产生自由基的内部压力因素，从而导致皮肤损伤。

色素沉着过度。在大多数哺乳动物中，黑色素的形成由真黑素（褐黑色颜料）和褐黑素（黄-红色颜料）作为任一混合物或共聚物。提高谷胱甘肽水平可以诱导色素细胞产生褐黑素，而不是真黑素颜料。Te-Sheng Chang的一项研究发现，还原型谷胱甘肽的最低水平与真黑素型色素沉着有关，而最高水平的谷胱甘肽与褐黑素相关。因此，可以合理地假设谷胱甘肽的消耗会导致真黑色素的形成。Prota观察到降低导致的转化谷胱甘肽浓度的L-多巴醌，以多巴色素，增加的棕黑色颜料（真黑素）的形成。

参考文献

[1] Pompella A,Visvikis A,Paolicchi A,De Tata V,Casini AF(October 2003)."The changing faces of glutathione,a cellular protagonist".Biochemical Pharmacology.66(8):1499–503.

[2] Couto N,Malys N,Gaskell SJ,Barber J(June 2013)."Partition and turnover of glutathione reductase from Saccharomyces cerevisiae:a proteomic approach".Journal of Proteome Research.12(6):2885–94.

[3] Pastore A,Piemonte F,Locatelli M,Lo Russo A,Gaeta LM,Tozzi G,Federici G(August 2001)."Determination of blood total,reduced,and oxidized glutathione in pediatric subjects".Clinical Chemistry.47(8):1467–9.

[4] Lu SC(May 2013)."Glutathione synthesis".Biochimica et Biophysica Acta.1830(5):3143–53.

[5] Kaplowitz N(1981-01-01)."The importance and regulation of hepatic glutathione".The Yale Journal of Biology and Medicine.54(6):497–502.

[6] Bannai S,Tateishi N(1986)."Role of membrane transport in metabolism and function of glutathione in mammals".The Journal of Membrane Biology.89(1):1–8.

[7] Bannai S(February 1984)."Induction of cystine and glutamate transport activity in human fibroblasts by diethyl maleate and other electrophilic agents".The Journal of Biological Chemistry.259(4):2435–40.

[8] Halprin KM,Ohkawara A(1967)."The measurement of glutathione in human epidermis using glutathione reductase".The Journal of Investigative Dermatology.48(2):149–52.