Lexikon der Ernährung: Glutathion
Glutathion, γ-L-Glutamyl-L-cysteinyl-glycin, GSH, Eglutathione, ein im menschlichen Organismus vorkommendes Tripeptid mit zentraler Rolle im Abwehrsystem. GSH wird in der Zelle in zwei Schritten gebildet: aus L-Glutaminsäure und L-Cystein entsteht das Dipeptid γ-L-Glutamyl-L-cystein, das mit Glycin zu G. umgesetzt wird. Die Synthese von G. ist Teil des γ-Glutamyl-Zyklus (postulierter Mechanismus des Aminosäurentransportes [Abb.]). Da L-Glutaminsäure nur sehr eingeschränkt die Zellmembran passiert, wird L-Glutamin aus der Blutbahn aufgenommen und im Cytosol desamidiert.
Physiologische Bedeutung: 1) Als Redoxagens ist G. einerseits Teil der Atmungskette (Tab.) und fängt andererseits freie Radikale ab. Glutathion-Peroxidase (Cofaktor Selen) katalysiert die Reduktion von Peroxiden (z. B. Fettsäurenperoxide) zu Wasser und dem entsprechenden Alkohol:
2 GSH + R-O-OH → GSSG + H2O + ROH
Dabei entsteht oxidiertes Glutathion (GSSG, Disulfid aus zwei Molekülen GSH), welches durch Glutathion-Reduktase wieder zu 2 Molekülen GSH reduziert wird (Glutathion-Redox-Zyklus). Die Reaktion ist u.a. von Bedeutung in der Augenlinse, wo das Enzym Katalase fehlt.
2) Die Bindung von Stoffen mit einer Molmasse > 500 Da an G. (vgl. Glutathion-S-Transferasen) oder Glucuronsäure führt zu einer Erhöhung des Molekulargewichtes und erleichtert deren biliäre Ausscheidung (Biotransformation). Einige Chlorkohlenwasserstoffe (Chlorierte Olefine) können im Körper durch Bindung an G. zu hochreaktiven Metaboliten umgesetzt werden.
3) G. ist ein wichtiger Faktor der Immunantwort. Liegen unphysiologisch niedrige Gewebespiegel an G. bzw. ein ungünstiges Verhältnis von GSH / GSSG (z. B. in bestimmten Krankheitssituationen) vor, ist die zelluläre Immunantwort beeinträchtigt. Eine adäquate Zufuhr an konstituierenden Aminosäuren, vor allem die bedingt unentbehrlichen Aminosäuren L-Cystein und L-Glutamin (als notwendige Quelle für intrazelluläres L-Glutamat) kann die Bereitstellung von G. unterstützen.
Glutathion: Der γ-Glutamyl-Zyklus und die Synthese von Glutathion.
a) γ-Glutamyl-Transpeptidase [(5-Glutamyl)-Peptid: Aminosäure-5-Glutamyltransferase, EC 2.3.2.2].
b) γ-Glutamyl-Cyclotransferase [(5-Glutamyl)-L-Aminosäure-5-Glutamyltransferase (Zyklisierung), EC 2.3.2.4].
c) 5-Oxo-Prolinase [5-Oxo-L-Prolinamido-Hydrolase (ATP-Hydrolyse), EC 3.5.2.9].
d) γ-Glutamylcystein-Synthetase [L-Glutamat:L-Cystein-g-Ligase (ADP-Bildung), EC 6.3.2.2].
e) Glutathion-Synthetase [γ-L-Glutamat:L-Cystein: Glycin-Ligase (ADP-Bildung), EC 6.3.2.3].
f) Dipeptidase. Glutathion
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