Рис. 1. Карта метаболического пути глутатиона. Источник: БД KEGG, идентификатор map00480.
Биосинтез глутатиона (γ-глутамилцистеинилглицин) протекает через две АТФ-зависимые стадии:
ATP + L-Glutamate + L-Cysteine <=> ADP + Orthophosphate + gamma-L-Glutamyl-L-cysteine |
ATP + gamma-L-Glutamyl-L-cysteine + Glycine <=> ADP + Orthophosphate + Glutathione |
Глутатион играет важную роль в метаболизме клетки, в частности, поддерживает восстановленное состояние тиоловых групп в белках (SH) и тиол-дисульфидный баланс, участвует в синтезе лейкотриенов и восстановлении пероксидов.
Глутатион и его производные участвуют в ряде других метаболитических путей, некоторые из них (а также реакции и вещества которые включены в них) выделены на рис.1 одинаковыми цветами:
| Цвет на рис.1 | Метаболитический путь |
|---|---|
| светло-зеленый | метаболизм цианаминокислот |
| серый | метаболизм таурина и гипотарурина |
| розовый | метаболизм цистеина и метионина |
| светло-розовый | метаболизм глутамата |
| циановый | биосинтез аргинина |
| голубой | метаболизм трипанотиона |
Рис. 2. Карта метаболического пути глутатиона у Ursus maritimus (белый медведь). Тип Chordata, класс Mammalia, порядок Carnivora.
Рис. 3. Карта метаболического пути глутатиона у Shewanella amazonensis. Тип Proteobacteria, класс Gammaproteobacteria, порядок Alteromonadales.
Рис. 4. Карта метаболического пути глутатиона у Thermococcus nautili. Тип Euryarchaeota, класс Thermococci, порядок Thermococcales.
На рис.2,3,4 зеленым выделены ферменты метаболитического пути глутатиона, присутствующие у данных организмов.
Thermococcus nautili имеет только три фермента, имеющих отношение к метаболическому пути глутатиона, причем реакции, в которых они участвуют, не последовательны (один фермент участвует в синтезе аргинина, другой в метаболизме трипатиона, третий в синтезе глутатиона), из чего можно сделать вывод, что данный организм не способен осуществлять метаболический путь глуатиона.
Метаболизм Shewanella amazonensis включает в себя последовательную цепь реакций, ведущих к образованию из L-глутамата, L-цистеина и глицина глутатиона, то есть для этого организма характерен синтез глутатиона; реакции, ведущии к деградации глутатиона до исходных компонентов и R-S-цистеина, у данной бактерии тоже есть. Также в метаболизме полярного медведя представлены реакции окисления глутатиона до дисульфида глутатиона- GSH → GSSG - и восстановления дтсульфида глутатиона обратно до глутатиона - ряд ферментативных реакций, характеризующих основную функциональную роль глутатиона в метаболизме клетки. Таким образом, у Shewanella amazonensis представлен метаболический путь глутатиона. Реакции метаболического пути трипанотиона, имеющие отношение к метаболизму глутатиона, представлены только одним ферментом. Данная бактерия способна к синтезу аргинина, но не в связке с метаболизмом глутатиона.
Метаболизм Ursus maritimus так же как и Shewanella amazonensis включает в себя цепь последоваельных реакций, ведущих от исходных веществ к глутатиону, реакций разложения и реакций GSH ⇔ GSSG. То есть организм полярного медведя способен к осуществлению метаболитического пути глутатиона, причем этот путь включает в себя превращение глутатиона в меркаптуровую кислоту (Shewanella amazonensis способна обеспечить превращение глутатиона только до R-S-цистеина). Некоторые ферменты из метаболитического пути трипанотиона присутствуют в метаболизме полярного медведя, до реакции, ими осуществляемые, непоследовательны и с метаболизмом глутатиона не связаны, ровно как и синтез аргинина.
Реакция представлена в базе даннных KEGG под идентификатором R00115; ссылка на страницу реакции: https://www.genome.jp/dbget-bin/www_bget?rn:R00115. На рис. 1 окошко с EC кодом данной реакции покрашено фиолетовым.
Рис. 5. Реакция окисления глутатиона
© Агаева Зара, 2019