Glutatión peroxidasa
| Glutatión peroxidasa | |||||||||
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 Estructura cristalográfica de la glutatión peroxidasa 1 bovina . [1] | |||||||||
| Identificadores | |||||||||
| N.º CE | 1.11.1.9 | ||||||||
| N.º CAS | 9013-66-5 | ||||||||
| Bases de datos | |||||||||
| IntEnz | Vista de IntEnz | ||||||||
| BRENDA | Entrada de BRENDA | ||||||||
| Expasí | Vista de NiceZyme | ||||||||
| BARRIL | Entrada de KEGG | ||||||||
| MetaCiclo | vía metabólica | ||||||||
| PRIAMO | perfil | ||||||||
| Estructuras del PDB | RCSB AP APBE APSUMA | ||||||||
| Ontología genética | AmiGO / QuickGO | ||||||||
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| Glutatión peroxidasa | |||||||||||
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| Identificadores | |||||||||||
| Símbolo | GSHPx | ||||||||||
| Pfam | PF00255 | ||||||||||
| Interprofesional | IPR000889 | ||||||||||
| PROSITIO | PDOC00396 | ||||||||||
| SCOP2 | 1gp1 / ALCANCE / SUPFAM | ||||||||||
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La glutatión peroxidasa ( GPx ) ( EC 1.11.1.9) es el nombre general de una familia de enzimas con actividad peroxidasa cuya principal función biológica es proteger al organismo del daño oxidativo. [2] La función bioquímica de la glutatión peroxidasa es reducir los hidroperóxidos lipídicos a sus alcoholes correspondientes y reducir el peróxido de hidrógeno libre a agua. [3]
Isoenzimas
Varias isoenzimas están codificadas por diferentes genes , que varían en la ubicación celular y la especificidad del sustrato. La glutatión peroxidasa 1 (GPx1) es la versión más abundante, que se encuentra en el citoplasma de casi todos los tejidos de mamíferos, cuyo sustrato preferido es el peróxido de hidrógeno. La glutatión peroxidasa 4 (GPx4) tiene una alta preferencia por los hidroperóxidos lipídicos; se expresa en casi todas las células de mamíferos, aunque en niveles mucho más bajos. La glutatión peroxidasa 2 es una enzima intestinal y extracelular, mientras que la glutatión peroxidasa 3 es extracelular, especialmente abundante en el plasma. [4] Hasta ahora, se han identificado ocho isoformas diferentes de glutatión peroxidasa (GPx1-8) en humanos.
| Gene | Lugar | Enzima |
|---|---|---|
| GPX1 | Cap. 3 pág. 21.3 | glutatión peroxidasa 1 |
| GPX2 | Crónica 14 q24.1 | glutatión peroxidasa 2 (gastrointestinal) |
| GPX3 | Crónica 5 q23 | glutatión peroxidasa 3 (plasma) |
| GPX4 | Cap. 19 pág. 13.3 | glutatión peroxidasa 4 (hidroperoxidasa de fosfolípidos) |
| GPX5 | Cap. 6 pág. 21.32 | glutatión peroxidasa 5 (proteína relacionada con los andrógenos del epidídimo) |
| GPX6 | Cap. 6 pág. 21 | glutatión peroxidasa 6 (olfatoria) |
| GPX7 | Cap. 1 pág. 32 | glutatión peroxidasa 7 |
| GPX8 | Crónica 5 q11.2 | glutatión peroxidasa 8 (putativa) |
Reacción
La principal reacción que cataliza la glutatión peroxidasa es:
- 2GSH + H 2 O 2 → GS – SG + 2H 2 O
donde GSH representa glutatión monomérico reducido y GS–SG representa disulfuro de glutatión . El mecanismo implica la oxidación del selenol de un residuo de selenocisteína por peróxido de hidrógeno. Este proceso da el derivado con un grupo de ácido selenénico (RSeOH). El ácido selenénico luego se convierte nuevamente en selenol mediante un proceso de dos pasos que comienza con la reacción con GSH para formar el GS-SeR y agua . Una segunda molécula de GSH reduce el intermediario GS-SeR nuevamente al selenol, liberando GS-SG como subproducto. A continuación se muestra una representación simplificada: [5]
- RSeH + H2O2 → RSeOH + H2O
- RSeOH + GSH → GS-SeR + H2O
- GS-SeR + GSH → GS-SG + RSeH
Luego, la glutatión reductasa reduce el glutatión oxidado para completar el ciclo:
- GS–SG+ NADPH +H + → 2 GSH+NADP + .
Estructura
Se ha demostrado que GPx1 , GPx2 , GPx3 y GPx4 de mamíferos son enzimas que contienen selenio , mientras que GPx6 es una selenoproteína en humanos con homólogos que contienen cisteína en roedores . GPx1, GPx2 y GPx3 son proteínas homotetraméricas, mientras que GPx4 tiene una estructura monomérica. Como la integridad de las membranas celulares y subcelulares depende en gran medida de la glutatión peroxidasa, su propio sistema de protección antioxidante depende en gran medida de la presencia de selenio .
Modelos animales
Los ratones modificados genéticamente para carecer de glutatión peroxidasa 1 (ratones Gpx1 −/− ) son fenotípicamente normales y tienen una esperanza de vida normal, lo que indica que esta enzima no es crítica para la vida. Sin embargo, los ratones Gpx1 −/− desarrollan cataratas a una edad temprana y presentan defectos en la proliferación de células satélite musculares. [4] Los ratones Gpx1 −/− mostraron umbrales de respuesta auditiva del tronco encefálico (ABR) hasta 16 dB más altos que los ratones de control. Después de una exposición a ruido de 110 dB durante una hora, los ratones Gpx1 −/− tuvieron una pérdida auditiva inducida por ruido hasta 15 dB mayor en comparación con los ratones de control. [6] "
Los ratones con knock-outs para GPX3 (GPX3 −/− ) o GPX2 (GPX2 −/− ) también se desarrollan normalmente [7] [8]
Sin embargo, los ratones deficientes en glutatión peroxidasa 4 mueren durante el desarrollo embrionario temprano. [4] Sin embargo, algunas evidencias indican que niveles reducidos de glutatión peroxidasa 4 pueden aumentar la expectativa de vida en ratones. [9]
La enzima del eritrocito bovino tiene un peso molecular de 84 kDa .
Descubrimiento
La glutatión peroxidasa fue descubierta en 1957 por Gordon C. Mills. [10]
Métodos para determinar la actividad de la glutatión peroxidasa
La actividad de la glutatión peroxidasa se mide espectrofotométricamente utilizando varios métodos. Un ensayo directo que vincula la reacción de la peroxidasa con la glutatión reductasa con la medición de la conversión de NADPH a NADP es ampliamente utilizado. [11] El otro enfoque es medir el GSH residual en la reacción con el reactivo de Ellman . Con base en esto, se desarrollaron varios procedimientos para medir la actividad de la glutatión peroxidasa utilizando varios hidroperóxidos como sustratos para la reducción, por ejemplo, hidroperóxido de cumeno, [12] hidroperóxido de terc-butilo [13] y peróxido de hidrógeno. [14]
Los otros métodos incluyen el uso del reactivo CUPRAC con detección espectrofotométrica del producto de reacción [15] o el o -ftalaldehído como reactivo fluorescente. [16]
Importancia clínica
Se ha demostrado que los niveles bajos de glutatión peroxidasa medidos en el suero pueden ser un factor que contribuye al vitíligo . [17] También se observaron niveles más bajos de peróxido de glutatión en plasma en pacientes con diabetes tipo 2 con macroalbuminuria y esto se correlacionó con la etapa de la nefropatía diabética . [ cita requerida ] En un estudio, la actividad de la glutatión peroxidasa junto con otras enzimas antioxidantes como la superóxido dismutasa y la catalasa no se asoció con el riesgo de enfermedad cardíaca coronaria en mujeres. [18] Se encontró que la actividad de la glutatión peroxidasa era mucho menor en pacientes con esclerosis múltiple recurrente-remitente . [19] Un estudio ha sugerido que los polimorfismos de glutatión peroxidasa y superóxido dismutasa juegan un papel en el desarrollo de la enfermedad celíaca . [20]
Se ha informado que la actividad de esta enzima disminuye en caso de deficiencia de cobre en el hígado y el plasma. [21]
Véase también
Referencias
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