Глутатион пероксидаза (GPx) - Synevo
Главна информация
Глутатион пероксидазата (GPX) е част от семейство ензими, които катализират разграждането на органичните хидропероксиди в резултат на нормалните метаболитни процеси и осигуряват защитата на протеините, липидите и нуклеиновите киселини от действието на окисляващи молекули, като използват глутатион като електронен донор или, в някои случаи, тиоредоксин или глутаредоксин.
В сравнение със супероксиддисмутазата и каталазата, които се намират в клетките в относително големи, но постоянни количества, глутатионпероксидазата също присъства във всички тъкани, но в различни количества, тъй като се индуцира ензимно. Това е установено в белите дробове и червените кръвни клетки на пушачите, тъй като е известно, че цигареният дим съдържа големи количества свободни радикали, азотни оксиди и хидропероксиди, които действат като субстрат за пероксидаза 2. .
GPX е селен-зависим ензим, намиращ се в цитозола (70%), но също и в митохондриите (30%). Той е незаменим в антиоксидантния арсенал, особено в митохондриите, тъй като те не съдържат каталаза за метаболизма на пероксида. GPX също така осигурява защита срещу органични хидропероксиди (участващи в промени в липидите в съдовата стена, които насърчават атерогенезата) и спомага за регенерирането на намалената форма на витамин С. Наблюдават се дисбаланси в GPX при стареене и в разнообразни нарушения като рак, сърдечно-съдови заболявания, диабет, болест на Алцхаймер, алкохолен оксидативен стрес, холецистит и уртикария 10 .
Към днешна дата чрез анализ на селенопротеини с ензимна роля в тялото на бозайниците са идентифицирани 8 изоформи на глутатион пероксидаза, обозначени GPX1, ... .GPX8, които се различават по своята основна структура и местоположение и са кодирани от различни гени 2 .
С изключение на фосфолипидния хидропероксид GPX4, който е мономер, всички останали изоформи са тетрамери, съставени от четири еднакви субединици. Глутатион пероксидазата съдържа 4 селенови атома (свързани с цистеиниловия остатък в позиция 35) за 4-те полипептидни субединици, като ензимът има молекулна маса около 85 kDa. Атомите на селен в активното място участват пряко в редукцията на пероксида, като са от съществено значение в системата за защита срещу антиоксиданти. Дефицитът на селен, дори незначителен, влияе върху активността на ензима и причинява пероксидация на мембраните и повишена пропускливост.
Глутатион пероксидазата 1 (GPX1) е най-разпространената изоформа, разположена в цитоплазмата на всички животински клетки, участва в детоксикацията на водороден пероксид и липиден пероксид, действайки като пероксинитрит редуктаза. При липса на този антиоксидант ензим води до натрупване на реактивни кислородни видове, които причиняват увреждане на ДНК, протеини и липиди. Клиничните доказателства предполагат потенциална роля на GPX1 в атерогенезата, свързана с диабет.
Полиморфизмите, идентифицирани в гена GPX1, които водят до намаляване на активността на GPX1, корелират с увеличаване на дебелината на вътрешната и средната туника на каротидните артерии, с появата на повишен риск от периферни сърдечно-съдови и съдови заболявания при пациенти с диабет. Освен това, допълнителни проучвания предполагат защитна роля на GPX1 в процеса на атерогенеза. По този начин намалената активност на GPX1 в еритроцитите е свързана с повишен риск от сърдечно-съдови събития и появата на атеросклеротични плаки. Тези проучвания показват, че GPX1 е ключовият ензим за защита на съдовете срещу оксидативен стрес и атерогенеза 2; 5 .
GPX2, известен също като стомашно-чревен GPX (GI-GPX), е вътреклетъчен ензим, експресиран в епитела на стомашно-чревния тракт.
GPX2 не е равномерно експресиран в червата, като е по-обилен в криптите и постепенно намалява към луминалната повърхност, което показва роля в клетъчната пролиферация. Експресията на GPX2 се увеличава при колоректални аденоми, карциноми и лигавицата на хранопровода на Барет. Експресията на GPX2 не е специфична за стомашно-чревния тракт и също се увеличава по време на неопластична трансформация на сквамозните епителни клетки в белодробни аденокарциноми при пушачи и рак на гърдата. Защитната роля на GPX2 може да бъде демонстрирана от факта, че неговата експресия се регулира от транскрипционния фактор Nrf2, който обикновено се счита за цитопротективен и предотвратява туморогенезата. GPX2 е способен да инхибира циклооксигеназа 2 (COX 2) и намалява производството на простагландин Е2 (PGE2).
Всички изследвани до момента GPX имат свойството да инхибират COX активността чрез отстраняване на хидропероксиди. COX активността изисква хидропероксид и вече не може да произвежда PGE2, ако е в малко количество 1; 9 .
Глутатион пероксидазата също участва в реакцията на превръщане на арахидоновата киселина в левкотриени под действието на липоксигеназа 6. .
Плазмената глутатион пероксидаза се нарича GPX3. Може да се намери и в бъбреците, белите дробове, сърцето, черния дроб, млечната жлеза, плацентата, както и в кърмата. Тъй като редокс контролът е замесен в метаболитна дисфункция, измерването на серумен GPX3 може да има някои предимства при диагностицирането на тези състояния 1; 9 .
Глутатион пероксидаза 4 (GPX4) е антиоксидантен ензим, който предпазва клетките от пероксидация на мембранните липиди, изразяващ се в почти всяка животинска клетка, но при ниски нива. Генът Gpx4 кодира три изоформи: дълга форма (lGpx4), къса форма (sGpx4) и ядрена форма. Генетичните изследвания показват, че ядрената форма играе важна роля за кондензацията на хроматин в спермата. Въпреки това, in vivo ролята на lGpx4 и sGpx4, които се отличават с наличието или отсъствието на сигнален пептид на N-края, остава неясна. Последните проучвания показват, че sGpx4 е основна изоформа в соматичните тъкани и е от съществено значение за оцеляването и защитата срещу апоптоза, докато изоформата lGpx4 е преобладаваща в тестисите и е важна за регулиране на мъжкия фертилитет 2; 3 .
Глутатион пероксидаза 5 (GPX-5), известен също като секреторна епидидимална глутатион пероксидаза, е ензим, който се експресира специално при хората в мъжките генитални пътища (епидидимис) и играе важна роля в защитата на мембраните на сперматозоидите от вредното въздействие на липидната пероксидация. или предотвратява преждевременната акрозомна реакция 8 .
GPX5 и GPX6, идентифицирани при бозайници, са свързани с GPX3, но GPX5 не съдържа селен в активния сайт.
GPX6 е идентифициран при хора и свине и се намира в обонятелния епител като селен-зависим ензим.
Съвсем наскоро при бозайниците е описан нов фосфолипиден хидропероксид глутатион пероксидаза (PHGPx), който съдържа цистеин в каталитичния домейн. Този неселено-цистеин, наричан още NPGPx, съответства на група 7 от GPX, описана при бозайници. Той има молекулна маса около 22 kDa и намалена ензимна активност in vitro. Експресията на PHGPx е потвърдена в много тъкани, включително в развиващата се млечна жлеза. NPGPx играе ключова роля при рака на гърдата, намалявайки оксидативния стрес, генериран от метаболизма на полиненаситените мастни киселини в туморните клетки. Повишената експресия на NPGPx в туморните клетки води до резистентност към индуцирана от ейкозапентанова киселина клетъчна смърт 7 .
Препоръки за определяне на глутатион пероксидаза - оценка на оксидативния стрес 2; 4 .
Обучение на пациента - за предпочитане на гладно (на гладно) 4 .
Събран образец - венозна кръв 4 .
Контейнер за прибиране на реколтата - EDTA кръвосмукател 4 .
Необходима е обработка след прибиране на реколтата - тест не центрофуга и се съхранява в хладилник.
Обем на пробата - 1 мл кръв 4 .
Причини за отхвърляне на доказателствата - коагулиран или интензивно хемолизиран образец 4 .
Стабилност на пробата - кръвта е стабилна за 1 месец при 2-4 ° C 4 .
Метод - фотометрия; анализира се ензимната активност в еритроцитите 4 .
Референтни стойности - 4171 - 10881 U/L 4 .
Тълкуване на резултатите
Намалени нива на глутатион пероксидаза се откриват при дефицит на селен, коронарна болест на сърцето, бета-таласемия, диабет и диализа 4 .