Глутатионпероксидазы

Глутатинопероксидаза 1

Обозначения
Символы	GPX1
Entrez Gene	2876
HGNC	4553
OMIM	138320
RefSeq	NM_000581
UniProt	P07203
Другие данные
Шифр КФ	1.11.1.9
Локус	3-я хр., 3p21.3

глутатионпероксидаза 3 (содержится в плазме крови)

Обозначения
Символы	GPX3
Entrez Gene	2878
HGNC	4555
OMIM	138321
RefSeq	NM_002084
UniProt	P22352
Другие данные
Шифр КФ	1.11.1.9
Локус	5-я хр., 5q23

глутатионпероксидаза 5 (эпидермальный, андрогенсвязанный белок)

Обозначения
Символы	GPX5
Entrez Gene	2880
HGNC	4557
OMIM	603435
RefSeq	NM_001509
UniProt	O75715
Другие данные
Шифр КФ	1.11.1.9
Локус	6-я хр., 6p21.32

глутатионпероксидаза 6 (зрительная система)

Обозначения
Символы	GPX6
Entrez Gene	257202
HGNC	4558
OMIM	607913
RefSeq	NM_182701
UniProt	P59796
Другие данные
Шифр КФ	1.11.1.9
Локус	6-я хр., 6p21

Глутатионпероксидазы (ГП, англ. Glutathione peroxidase, PDB 1GP1, (КФ 1.11.1.9) — семейство ферментов, защищающих организм от окислительного повреждения. Глутатионпероксидазы катализируют восстановление перекисей липидов в соответствующие спирты и восстановление пероксида водорода до воды. Известно несколько генов, кодирующих разные формы глутатионпероксидаз, отличающиеся по локализации в организме. Структурно ферменты данного семейства представляют собой селеносодержащие тетрамерные гликопротеины.

Изоферменты

Существует несколько изоферментов, которые кодируются разными генами. Изоферменты отличаются по локализации в клетке и субстратной специфичности. Глутатионпероксидаза 1 (GPx1) является наиболее распространенной формой фермента, и обнаружена в цитоплазме практически всех тканей млекопитающих, субстратом GPx1 является пероксид водорода. Глутатионпероксидаза 4 (GPx4) имеет большое значение в метаболизме пероксдов липидов; GPx4 также экспрессируется практически во всех клетках млекопитающих на более низких уровнях. Глутатионпероксидаза 2 (GPx2) экспрессируется в кишечнике и является внеклеточным ферментом, GPx3 также является внеклеточным ферментом и в основном встречается в плазме.^[1] У человека были идентифицированы восемь изоформ глутатионпероксидазы.

Глутатионпероксидаза, выделенная из эритроцитов быка имеет молекулярную массу около 84 кДа.

Реакция

Примером реакции, катализируемой ферментом глутатионпероксидазой является реакция:

2GSH + H2O2 → GS-SG + 2H2O.

где GSH обозначает восстановленный мономерный глутатион, а GS-SG — дисульфид глутатиона.

Фермент глутатионредуктаза далее восстанавливает окисленный глутатион и завершает цикл:

GS-SG + NADPH + H+ → 2 GSH + NADP+.

Структура

Обнаружено, что относящиеся к млекопитающим GPx1, GPx2, GPx3 и GPx4 являются селеносодержащими ферментами, тогда как GPx6 — селенопротеин человека с цистеин-содержащими гомологами у грызунов. GPx1, GPx2 и GPx3 являются гомотетрамерными белками, тогда как GPx4 имеет a мономерную структуру. Поскольку целостность клеточных и внутриклеточных мембран сильно зависит от глутатионпероксидазы, антиоксидантные защитные системы самой глутатионпероксидазы сильно зависят от наличия селена.

Механизм реакции

В активном центре фермента находится остаток аминокислоты селеноцистеина. Атом селена находится в степени окисления −1 и окисляется пероксидом до SeOH. Далее SeOH соединяется с молекулой глутатиона (GSH), образуя Se-SG и далее соединяется с другой молекулой глутатиона. При этом регенерируется Se⁻ и образуется побочный продукт GS-SG.

Нокауты генов

Мыши, нокаутные по гену Gpx1 глутатитонпероксидазы имеют нормальный фенотип, нормальную продолжительность жизни. Эти данные указывают на то, что данный фермент не является критичным для жизнедеятельности. Однако, у мышей, нокаутных по двум копиям гена, преждевремнно развивается катаракта и наблюдаются дефекты в пролиферации вспомогательных мышечных клеток.^[1] Однако, мыши нокаутные по гену GPX4 глутатионпероксидазы 4, погибают в течение раннего эмбрионального развития.^[1] Существуют данные, свидетельствующие о том, что пониженный уровень глутатионпероксидазы 4 может повышать продолжительность жизни у мышей.^[2]

Данные о нокаутах других генов, кодирующих глутатионпероксидазы, отсутствуют.

Открытие

Глутатионпероксидаза была открыта в 1957 году Гордоном Миллсом.^[3]

Примечания

1. ↑ ^{1 2 3} Muller FL, Lustgarten MS, Jang Y, Richardson A, Van Remmen H (August 2007). «Trends in oxidative aging theories». Free Radic. Biol. Med. 43 (4): 477–503. DOI:10.1016/j.freeradbiomed.2007.03.034. PMID 17640558.
2. ↑ Ran Q, Liang H, Ikeno Y, et al. (2007). «Reduction in glutathione peroxidase 4 increases life span through increased sensitivity to apoptosis». J. Gerontol. A Biol. Sci. Med. Sci. 62 (9): 932–42. PMID 17895430.
3. ↑ MILLS GC (November 1957). «Hemoglobin catabolism. I. Glutathione peroxidase, an erythrocyte enzyme which protects hemoglobin from oxidative breakdown». J. Biol. Chem. 229 (1): 189–97. PMID 13491573.

См. также

• Глутатионредуктаза
• Селен