GSH-Px

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Einführungen

Glutathionperoxidase (GSH-Px) ist ein wichtiges peroxydolytisches Enzym, das im Organismus weit verbreitet ist. Das aktive Zentrum von GSH-Px ist Selenocystein, und der Aktivitätsgrad kann den Selengehalt des Organismus widerspiegeln. Selen ist ein Bestandteil des GSH-Px-Enzymsystems, das die Umwandlung von GSH zu GSSG katalysieren und toxische Peroxide in nicht-toxische Hydroxylverbindungen reduzieren kann, wodurch die Struktur und Funktion von Zellmembranen vor Störungen und Schäden durch Peroxide geschützt wird. Die Reduktion von NADPH korreliert linear mit der Aktivität der Glutathionperoxidase. Es gibt vier Haupttypen von GSH-Px: zytosolische GSH-Px, plasmatische GSH-Px, plasmatische GSH-Px, plasmatische GSH-Px und plasmatische GSH-Px. Plasmatische GSH-Px, Phospholipid-Hydroperoxid-GSH-Px und gastrointestinal spezifische GSH-Px.

GSH-Px-Enzymsystem

• Zytosolische GSH-Px

Es besteht aus vier identischen Untereinheiten mit einem Molekulargewicht von 22 kDa in einem Tetramer, von denen jede ein Molekül Selenocystein enthält, und ist in verschiedenen Geweben im Körper weit verbreitet, wobei Lebererythrozyten am häufigsten vorkommen. Seine physiologische Funktion besteht hauptsächlich darin, die Teilnahme von GSH an Peroxidationsreaktionen zu katalysieren, Peroxide und Hydroxylradikale, die während des zellulären Atmungsstoffwechsels entstehen, zu beseitigen und somit die Peroxidation von mehrfach ungesättigten Fettsäuren in Zellmembranen zu reduzieren.

• Plasmatische GSH-Px

Die Zusammensetzung ist die gleiche wie bei der zytosolischen GSH-Px, die hauptsächlich im Plasma verteilt ist. Ihre Funktion ist nicht gut verstanden, aber es wurde gezeigt, dass sie mit der Beseitigung von extrazellulärem Wasserstoffperoxid und der Teilnahme am GSH-Transport in Verbindung steht.

• Phospholipid-Hydrogenperoxid-GSH-Px

ist ein Monomer mit einem Molekulargewicht von 20 kDa und enthält 1 Molekül Selenocystein. Ursprünglich aus dem Herz und der Leber von Schweinen isoliert, kommt es hauptsächlich in den Hoden vor, mit einer geringen Verteilung in anderen Geweben. Seine biologische Funktion besteht darin, die Peroxidation von Membranphospholipiden zu hemmen.

• Gastrointestinale Spezifität von GSH-Px

ist ein Tetramer, das aus vier Untereinheiten mit einem Molekulargewicht von 22 kDa besteht und nur im Magen-Darm-Trakt von Nagetieren vorkommt. Seine Funktion besteht darin, Tiere vor Schäden durch aufgenommene Lipidperoxide zu schützen.

Struktur

Mammalian GPx1, GPx2, GPx3 und GPx4 haben sich als selenhaltige Enzyme erwiesen, während GPx6 ein Selenoprotein beim Menschen und ein Cystein-haltiges Homolog bei Nagetieren ist. GPx1, GPx2 und GPx3 sind homotetramere Proteine, während GPx4 eine monomere Struktur hat. Da die Integrität von Zell- und subzellulären Membranen stark von der Glutathionperoxidase abhängt, hängt ihr Antioxidationsschutzsystem selbst stark von der Anwesenheit von Selen ab.

Methode zur Bestimmung der Glutathionperoxidase-Aktivität

Die Aktivität der Glutathionperoxidase wird spektrophotometrisch mit verschiedenen Methoden gemessen. Ein direkter Test, der die Peroxidase-Reaktion mit der Messung der Umwandlung von Glutathionreduktase zu NADPH zu NADP verknüpft, wird häufig verwendet. Eine andere Methode ist die Messung des verbleibenden GSH in Reaktionen mit Ellman's Reagenz. Auf dieser Basis wurden mehrere Verfahren entwickelt, um die Aktivität der Glutathionperoxidase unter Verwendung verschiedener Hydroperoxide als reduzierende Substrate zu messen, wie z.B. Isopropylbenzol-Hydroperoxid, tert-Butyl-Hydroperoxid [und Wasserstoffperoxid. Weitere Methoden umfassen die Verwendung von CUPRAC-Reagenzien und die spektrophotometrische Detektion von Reaktionsprodukten oder o-Phthalaldehyd als fluoreszierendes Reagenz.

Klinische Bedeutung

1. Einer der Indikatoren für die Fähigkeit des Körpers, Peroxidation zu widerstehen.
2. Erhöht: Diabetes mellitus, Sichelzellenanämie, neonatale Hämolyse, Thalassämie.
3. Vermindert: Multiple Sklerose, Krebs, koronare Herzkrankheit, chronische Pankreatitis, Verbrennungen, Operationen.