Glutationsbindning

Glutationsbindning, eller bindning av glutation (GSH), avser olika sätt som glutation kan interagera med andra molekyler. De två huvudtyperna är icke-kovalenta komplexbildningar där GSH binds metalljoner eller proteiner, och kovalenta modifieringar som S-glutathionylation av cysteinresiduer i proteiner.

Glutation är en tripeptid bestående av glutamat, cystein och glycin. Den har en fri tiolgrupp på cysteinen som är central för dess funktion som redoxreserv och för kemiska bindningar. GSH förekommer i reducerad form (GSH) och i oxidationsprodukt (GSSG), och tiolgruppen möjliggör både redoxreaktioner och händelser av bindning till andra ämnen.

I icke-kovalenta samband kan GSH binda metalljoner som Cu2+, Zn2+, Cd2+ och Hg2+ och därigenom delta i metallhomeostas och detoxifiering genom komplexbildning. Sådana komplex minskar metallernas tillgänglighet för cellulära mål och kan fungera som buffersystem mot oxidativ stress.

S-glutathionylation är en kovalent modifiering där GSH bildar en disulfidbrygga med virkest cysteinresiduer i proteiner. Denna process skyddar proteiner mot överdriven oxidation och kan reglera enzymaktivitet och signalering. Reversionen sker i huvudsak via glutaredoxiner.

Biologiskt spelar glutation en central roll i detoxifiering av xenobiotika genom glutation-S-transferaser (GST), som katalyserar konjugering av electrophiler till GSH. GSH fungerar också som viktig redoxbalanserare och deltar i transport över cellmembran och i mitokondriell funktion.

Klinsik relevans omfattar oxidativ stress, neurodegenerativa sjukdomar och tungmetalltoxicitet. Vanliga metoder för att studera glutationsbindning inkluderar mätning av fria tiolgrupper med Ellmans reagens (DTNB), samt jon- och molekylära analysmetoder som HPLC och masspektrometri.