ग्लूटाथियोन: विशेषताएं, संरचना, कार्य, जैवसंश्लेषण - जीवविज्ञान - 2025

ग्लूटेथिओन (GSH) (केवल तीन अम्ल अवशेषों अमीनो के साथ) त्रिपेपटाइड छोटे अणु nonprotein ऐसे एंजाइमी यांत्रिकी, biosynthetic अणुओं, मध्यस्थ चयापचय, ऑक्सीजन विषाक्तता, intracellular परिवहन, आदि के रूप में कई जैविक घटना में शामिल है

यह छोटा पेप्टाइड, जानवरों, पौधों और कुछ बैक्टीरिया में मौजूद होता है, जिसे ऑक्सिडो-रिड्यूसिंग "बफर" माना जाता है, क्योंकि यह मुख्य कम आणविक भार यौगिकों में से एक है, जिसमें सल्फर होता है और इसके साथ जुड़े विषाक्तता का अभाव होता है सिस्टीन के अवशेष।

ग्लूटाथिओन आणविक संरचना (स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से क्लाउडियो पिस्टिल्ली)

मनुष्यों में कुछ रोग ग्लूटाथियोन चयापचय के विशिष्ट एंजाइमों की कमी से जुड़े हुए हैं, और यह शरीर के होमियोस्टेसिस के रखरखाव में कई कार्यों के कारण है।

कुपोषण, ऑक्सीडेटिव तनाव और मानव द्वारा पीड़ित अन्य विकृति ग्लूटाथियोन में भारी कमी के रूप में इसका सबूत हो सकता है, यही कारण है कि यह कभी-कभी शरीर प्रणालियों के स्वास्थ्य की स्थिति का एक अच्छा संकेतक है।

पौधों के लिए, उसी तरह, ग्लूटाथियोन उनके विकास और विकास के लिए एक आवश्यक कारक है, क्योंकि यह कई बायोसिंथेटिक मार्गों में भी कार्य करता है और सेलुलर डिटॉक्सीफिकेशन और आंतरिक होमोस्टैसिस के लिए आवश्यक है, जहां यह एक शक्तिशाली सहायक के रूप में कार्य करता है।

विशेषताएँ

ग्लूटाथियोन के उपकुलर स्थान के संबंध में किए गए पहले अध्ययन से पता चला है कि यह माइटोकॉन्ड्रिया में मौजूद है। बाद में, यह परमाणु मैट्रिक्स के समान क्षेत्र और पेरॉक्सिसोम में भी देखा गया था।

वर्तमान में यह ज्ञात है कि कम्पार्टमेंट जहां इसकी सांद्रता सबसे अधिक है, साइटोसोल में है, क्योंकि यह सक्रिय रूप से उत्पादित होता है और माइटोकॉन्ड्रिया जैसे अन्य सेलुलर डिब्बों में ले जाया जाता है।

स्तनधारी कोशिकाओं में, ग्लूटाथियोन की सांद्रता मिलिमोल सीमा में होती है, जबकि रक्त प्लाज्मा में इसका कम रूप (जीएसएच) सूक्ष्म सांद्रता में पाया जाता है।

यह इंट्रासेल्युलर एकाग्रता बारीकी से ग्लूकोज, पोटेशियम और कोलेस्ट्रॉल, सेलुलर संरचना, कार्य और चयापचय के लिए आवश्यक तत्वों की एकाग्रता जैसा दिखता है।

कुछ जीवों में ग्लूटाथियोन एनालॉग या वेरिएंट अणु होते हैं। प्रोटोजोअन परजीवी जो स्तनधारियों को प्रभावित करते हैं, उनका एक रूप है जिसे "ट्रिपैनोथियन" कहा जाता है और कुछ बैक्टीरिया में इस यौगिक को अन्य सल्फर अणुओं जैसे थायोसल्फ़ेट और ग्लूटामाइलसिस्टीन द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।

कुछ पौधों की प्रजातियों के पास ग्लूटाथियोन के अलावा, सी-टर्मिनल एंड (होमोग्लुटाथिओन) में ग्लाइसिन के अलावा अवशेष होने वाले समरूप अणु होते हैं, और यह प्रश्न में ट्राइपेप्टाइड के समान कार्यों वाले होते हैं।

विभिन्न जीवों में ग्लूटाथियोन के समान अन्य यौगिकों के अस्तित्व के बावजूद, यह "थिओल्स" में से एक है जो उच्चतम सांद्रता में पाया जाता है।

उच्च अनुपात जो सामान्य रूप से घटे हुए रूप (जीएसएच) और ग्लूटाथियोन के ऑक्सीडाइज्ड रूप (जीएसएसजी) के बीच मौजूद है, इस अणु की एक और विशिष्ट विशेषता है।

संरचना

ग्लूटाथियोन या L-γ-glutamyl-L-cysteinyl-ग्लाइसिन, जैसा कि इसके नाम से पता चलता है, तीन अमीनो एसिड अवशेषों से बना है: एल-ग्लूटामेट, एल-सिस्टीन, और ग्लाइसिन। सिस्टीन और ग्लाइसिन अवशेष आम पेप्टाइड बॉन्ड के माध्यम से एक साथ जुड़े हुए हैं, अर्थात् एक एमिनो एसिड के α-carboxyl समूह और दूसरे के α-amino समूह के बीच।

हालांकि, ग्लूटामेट और सिस्टीन के बीच होने वाला बंधन प्रोटीन का विशिष्ट नहीं है, क्योंकि यह ग्लूटामेट के आर समूह के yl-कार्बोक्सिल भाग और सिस्टीन के α- अमीनो समूह के बीच होता है, इसलिए यह बंधन है इसे γ बंध कहते हैं।

इस छोटे अणु में केवल 300 ग्राम / मोल पर एक मोलर द्रव्यमान होता है और ide बॉन्ड की उपस्थिति इस पेप्टाइड की प्रतिरक्षा के लिए कई अमीनोपेप्टेसिड एंजाइमों की कार्रवाई के लिए महत्वपूर्ण प्रतीत होती है।

विशेषताएं

जैसा कि उल्लेख किया गया है, ग्लूटाथियोन एक प्रोटीन है जो जानवरों, पौधों और कुछ प्रोकैरियोट्स में कई सेलुलर प्रक्रियाओं में भाग लेता है। इस अर्थ में, इसकी सामान्य भागीदारी:

प्रोटीन संश्लेषण और गिरावट की प्रक्रिया

-डीएनए राइबोन्यूक्लियोटाइड अग्रदूतों का निर्माण

-कुछ एंजाइमों की गतिविधि का विनियमन

प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों (आरओएस) और अन्य मुक्त कणों की उपस्थिति में कोशिकाओं की जांच

-संकेत पारगमन

-Genetic अभिव्यक्ति और में

-ऑप्टोसिस या प्रोग्राम्ड सेल डेथ

कोएंजाइम

यह भी निर्धारित किया गया है कि ग्लूटाथियोन कई एंजाइमी प्रतिक्रियाओं में एक कोएंजाइम के रूप में कार्य करता है, और इसके महत्व का एक हिस्सा γ-ग्लूटामिल एमिनो एसिड इंट्रासेल्युलर रूप में अमीनो एसिड के परिवहन की क्षमता से संबंधित है।

ग्लूटाथियोन जो कोशिका को छोड़ सकता है (जो अपने कम रूप में करता है) प्लाज्मा झिल्ली के आसपास के क्षेत्र और आसपास के सेल वातावरण में ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रियाओं में भाग लेने में सक्षम है, जो कोशिकाओं को नुकसान से बचाता है ऑक्सीकरण एजेंटों के विभिन्न वर्गों।

सिस्टीन भंडारण

यह ट्रिपेप्टाइड एक सिस्टीन भंडारण स्रोत के रूप में भी कार्य करता है और सेल इंटीरियर में प्रोटीन के सल्फहाइड्रील समूहों की कम स्थिति और प्रोटीन के हेम समूह के फेरस राज्य के रखरखाव में योगदान करता है, जिसमें कहा जाता है कि कोफ़्लोर।

प्रोटीन की तह

जब यह प्रोटीन तह में भाग लेता है, तो यह एक महत्वपूर्ण कार्य होता है डिस्फ़ाइड पुलों के लिए एक कम करने वाले एजेंट के रूप में जो कि प्रोटीन संरचनाओं में अनुचित रूप से बना है, जो आमतौर पर ऑक्सीकरण एजेंटों जैसे कि ऑक्सीजन, हाइड्रोजन पेरोक्साइड, पेरोक्सिडाइट और कुछ सुपरऑक्साइड।

एरिथ्रोसाइट फ़ंक्शन

एरिथ्रोसाइट्स में, एंजाइम ग्लूटाथियोन रिडक्टेस द्वारा उत्पादित कम ग्लूटाथियोन (जीएसएच), जो पेंटोस फॉस्फेट मार्ग द्वारा उत्पादित एनएडीपीएच का उपयोग करता है, एक अन्य एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रिया के माध्यम से हाइड्रोजन पेरोक्साइड को हटाने में योगदान देता है: ग्लूटाथिओन पेरोक्सीडेज, जो पानी और ऑक्सीडित ग्लूटाथिओन (GSSG) का उत्पादन करता है।

हाइड्रोजन पेरोक्साइड का टूटना और, इसलिए, एरिथ्रोसाइट्स में इसके संचय की रोकथाम, इन कोशिकाओं के जीवन काल को बढ़ाती है, क्योंकि यह कोशिका झिल्ली में होने वाले ऑक्सीडेटिव क्षति से बचाती है और हेमोलिसिस में समाप्त हो सकती है।

ज़ेनोबायोटिक चयापचय

ग्लूटाथियोन भी ज़ेनोबायोटिक चयापचय में एक महत्वपूर्ण खिलाड़ी है, ग्लूटाथियोन एस-ट्रांसफरेज़ एंजाइमों की कार्रवाई के लिए धन्यवाद जो ग्लूटाथियोन संयुग्म उत्पन्न करता है जो तब इंट्रासेल्युलर रूप से चयापचय किया जा सकता है।

यह याद रखना समझदारी है कि "ज़ेनोबायोटिक" शब्द का उपयोग ड्रग्स, पर्यावरण प्रदूषकों और रासायनिक कार्सिनोजेन्स को संदर्भित करने के लिए किया जाता है जिससे एक जीव उजागर होता है।

कोशिकाओं की ऑक्सीडेटिव स्थिति

चूंकि ग्लूटाथियोन दो रूपों में मौजूद है, एक कम हो जाता है और एक ऑक्सीकरण हो जाता है, दो अणुओं के बीच संबंध कोशिकाओं के रेडॉक्स राज्य को निर्धारित करता है। यदि जीएसएच / जीएसएसजी अनुपात 100 से अधिक है, तो कोशिकाओं को स्वस्थ माना जाता है, लेकिन अगर यह 1 या 10 के करीब है, तो यह एक संकेतक हो सकता है कि कोशिकाएं ऑक्सीडेटिव तनाव की स्थिति में हैं।

जैवसंश्लेषण

ग्लुटाथियोन ट्रिपेप्टाइड को दो एंजाइमों की क्रिया द्वारा, पौधों और जानवरों दोनों में कोशिका के भीतर संश्लेषित किया जाता है: (1) am-ग्लूटामाइलसिस्टीन सिंथेटेज़ और (2) ग्लूटाथिओन सिंथेटेज़ (जीएसएच सिंथेटेज़), जबकि इसका क्षरण या " अपघटन ”एंजाइम ut-ग्लूटामाइल ट्रांसपेप्टिडेज की क्रिया पर निर्भर करता है।

पौधों के जीवों में, प्रत्येक एंजाइम एक जीन द्वारा एन्कोड किया जाता है और किसी भी प्रोटीन या उनके एन्कोडिंग जीन में दोष भ्रूण में घातकता पैदा कर सकता है।

मनुष्यों में, अन्य स्तनधारियों की तरह, ग्लूटाथियोन संश्लेषण और निर्यात का मुख्य स्थान यकृत है, विशेष रूप से यकृत कोशिकाओं (हेपेटोसाइट्स) में, शिरापरक नलिकाओं को घेरते हैं जो रक्त और अन्य पदार्थों को अंग से और अंदर ले जाते हैं सवाल।

ग्लूटाथियोन के डे नोवो संश्लेषण, इसके उत्थान या पुनर्चक्रण के लिए एटीपी से ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

कम ग्लूटाथियोन (जीएसएच)

कम ग्लूटाथियोन अमीनो एसिड ग्लाइसिन, ग्लूटामेट और सिस्टीन से लिया गया है, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, और इसका संश्लेषण ग्लूटामेट के γ-कार्बोक्सिल समूह (एटी समूह के सक्रियण का उपयोग करके) से शुरू होकर एक एसाइल फॉस्फेट मध्यवर्ती बनाता है, जो यह सिस्टीन के α-amino समूह द्वारा हमला किया जाता है।

यह पहले दो एमिनो एसिड संक्षेपण प्रतिक्रिया gl-glutamylcysteine ​​सिंथेटेस द्वारा उत्प्रेरित है और आमतौर पर अमीनो एसिड ग्लूटामेट और सिस्टीन की इंट्रासेल्युलर उपलब्धता से प्रभावित होता है।

इस प्रकार गठित डिप्टीटाइड बाद में जीएसएच सिंथेटेस की कार्रवाई के लिए ग्लाइसिन अणु के साथ संघनित होता है। इस प्रतिक्रिया के दौरान, सिस्टीन के α-carboxyl समूह के एटीपी के साथ एक सक्रियण भी एक एसिट फॉस्फेट बनाता है और इस प्रकार ग्लाइसिन अवशेषों के साथ प्रतिक्रिया का पक्ष लेता है।

ऑक्सीकृत ग्लूटाथियोन (GSSG)

जब ग्लूटाथियोन ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रियाओं में भाग लेता है, तो ऑक्सीडाइज्ड रूप वास्तव में दो ग्लूटाथियोन अणुओं से मिलकर बना होता है जो कि डिसल्फ़ाइड पुलों के माध्यम से एक साथ जुड़े होते हैं; यह इस कारण से है कि ऑक्सीडाइज्ड फॉर्म संक्षिप्त रूप से "GSSG" है।

ग्लूटाथियोन की ऑक्सीडाइज्ड प्रजातियों का गठन ग्लूटाथियोन पेरोक्सीडेज या जीएसएच पेरोक्सीडेज नामक एक एंजाइम पर निर्भर करता है, जो एक पेरोक्सीडेज है जिसमें एक सेलेनोसिस्टीन (सिस्टीन अवशेष) होता है जिसके बजाय सल्फर परमाणु के पास एक सेलेनियम परमाणु होता है)। सक्रिय।

ऑक्सीडाइज्ड और कम किए गए रूपों के बीच का अंतर GSSG रिडक्टेस या ग्लूटाथियोन रिडक्टेस की भागीदारी के लिए धन्यवाद होता है, जो ऑक्सीजन की उपस्थिति में GSSG की कमी को उत्प्रेरित करने के लिए NAPDH का उपयोग करता है, हाइड्रोजन पेरोक्साइड के सहवर्ती गठन के साथ।

इसके सेवन के फायदे

उदाहरण के लिए, ऑक्सीडेटिव तनाव से पीड़ित रोगियों में इसकी प्रणालीगत एकाग्रता को बढ़ाने के लिए, ग्लुटाथियोन को मौखिक रूप से, शीर्ष पर, अंतःशिरा रूप से, इंट्रानासली या नेबुलाइज किया जा सकता है।

कैंसर

ग्लूटाथियोन के मौखिक प्रशासन पर शोध से पता चलता है कि ग्लूटाथियोन लेने से मुंह के कैंसर के जोखिम को कम किया जा सकता है और, जब ऑक्सीडेटिव केमोथेरेप्यूटिक्स के साथ संयोजन में प्रशासित किया जाता है, तो यह कैंसर रोगियों में चिकित्सा के नकारात्मक प्रभावों को कम करता है।

HIV

आमतौर पर, अधिग्रहित इम्यूनोडिफीसिअन्सी वायरस (एचआईवी) से संक्रमित रोगियों में लाल रक्त कोशिकाओं और टी कोशिकाओं और मोनोसाइट्स दोनों में इंट्रासेल्युलर ग्लूटाथियोन की कमी होती है, जो उनके सही कामकाज को निर्धारित करती है।

मॉरिस एट अल। द्वारा किए गए एक अध्ययन में, यह दिखाया गया कि एचआईवी पॉजिटिव रोगियों से मैक्रोफेज को ग्लूटाथियोन की आपूर्ति ने इन कोशिकाओं के कार्य में काफी सुधार किया, विशेष रूप से एम। तपेदिक जैसे अवसरवादी रोगजनकों के संक्रमण के खिलाफ।

मांसपेशियों की गतिविधि

अन्य अध्ययनों में शारीरिक प्रतिरोध प्रशिक्षण के दौरान जीएसएच के मौखिक प्रशासन के बाद इस्केमिया / रेपरफ्यूजन चोट के कारण मांसपेशियों में सिकुड़न गतिविधि, एंटीऑक्सिडेंट रक्षा और ऑक्सीडेटिव क्षति के सुधार के साथ करना पड़ता है।

जिगर की विकृति

यह माना जाता है, बदले में, इसके अंतर्ग्रहण या अंतःशिरा प्रशासन में कुछ प्रकार के कैंसर की प्रगति को रोकने और कुछ जिगर विकृति के परिणामस्वरूप होने वाली सेलुलर क्षति को कम करने में कार्य होता है।

एंटीऑक्सीडेंट

इस तथ्य के बावजूद कि रिपोर्ट किए गए सभी अध्ययन मानव रोगियों में नहीं किए गए हैं, लेकिन आमतौर पर पशु मॉडल (आमतौर पर मुराइन) में परीक्षण किए जाते हैं, कुछ नैदानिक ​​परीक्षणों में प्राप्त परिणाम एंटीऑक्सिडेंट के रूप में बहिर्जात ग्लूटाथियोन की प्रभावशीलता की पुष्टि करते हैं।

इस कारण से, यह मोतियाबिंद और मोतियाबिंद के उपचार के लिए, "एंटी-एजिंग" उत्पाद के रूप में, हेपेटाइटिस के उपचार के लिए, कई हृदय रोगों, स्मृति हानि और प्रतिरक्षा प्रणाली को मजबूत करने के लिए और के लिए उपयोग किया जाता है। भारी धातुओं और दवाओं के साथ जहर के बाद शुद्धि।

"अवशोषण"

Exogenously प्रशासित ग्लूटाथियोन कोशिकाओं में प्रवेश नहीं कर सकता है जब तक कि यह अपने घटक अमीनो एसिड को हाइड्रोलाइज्ड नहीं करता है। इसलिए, इस यौगिक के प्रशासन (मौखिक या अंतःशिरा) का सीधा प्रभाव जीएसएच के इंट्रासेल्युलर सांद्रता की वृद्धि है, इसके संश्लेषण के लिए आवश्यक अमीनो एसिड के योगदान के लिए धन्यवाद, जो प्रभावी रूप से साइटोसोल में ले जाया जा सकता है।

दुष्प्रभाव

हालांकि ग्लूटाथियोन सेवन को "सुरक्षित" या हानिरहित माना जाता है, लेकिन इसके दुष्प्रभावों पर पर्याप्त अध्ययन नहीं किया गया है।

हालांकि, कुछ अध्ययनों से यह ज्ञात है कि यह नकारात्मक प्रभाव डाल सकता है जो अन्य दवाओं के साथ बातचीत के परिणामस्वरूप होता है और यह विभिन्न शारीरिक संदर्भों में स्वास्थ्य के लिए हानिकारक हो सकता है।

यदि इसे लंबे समय तक लिया जाता है, तो ऐसा लगता है कि वे जस्ता के स्तर में अत्यधिक कमी में कार्य करते हैं और इसके अलावा, अगर यह साँस में लिया जाता है, तो यह दमा के रोगियों में गंभीर अस्थमा के हमलों का कारण बन सकता है।

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