Glutation (glutathione): vodič kroz tiolni tripeptid

Glutation je endogeni tiolni tripeptid sa gama-glutamilnom vezom. Po slobodnoj tiolnoj (–SH) grupi svrstava se među tiolna jedinjenja, a par njegovog redukovanog i oksidovanog oblika, GSH i GSSG, najzastupljeniji je redoks par u ćeliji (Schafer i Buettner, 2001). Hemijska sinteza glutationa objavljena je 1935. (Harington i Mead, 1935). Sastav pojedinačne serije zavisi od proizvodnje, a ne od naziva jedinjenja, pa se kod dobavljača za tu seriju traži analitički nalaz — tečna hromatografija visokih performansi (HPLC) za čistoću i masena spektrometrija za identitet. Dok takav nalaz ne stoji uz seriju, navedena čistoća je deklaracija dobavljača, a ne izmerena vrednost.

Tabela specifikacija uz ovaj vodič nosi dva podatka: deklarisanu čistoću i oblik u kom materijal stiže. Deklarisana čistoća je udeo imenovanog jedinjenja u materijalu, a ne sud o kvalitetu — ostatak do sto odsto čine tragovi samog postupka proizvodnje i prečišćavanja, a ne neko drugo jedinjenje. Podatak o obliku kaže šta je fizički u bočici, pa se i pre otvaranja zna da li je unutra suv prah ili gotov rastvor. Uslovi čuvanja nisu kataloški podatak; o njima je reč niže, u odeljku o rukovanju i čuvanju.

Oksidacijom se dva molekula redukovanog glutationa spajaju disulfidnim mostom u jedan molekul glutation-disulfida, otuda zapis GSSG/2GSH za ovaj redoks par. Stehiometrija dva prema jedan ima konkretnu posledicu: redukcioni potencijal para, izračunat Nernstovom jednačinom, zavisi od pH i od koncentracija oba oblika (Schafer i Buettner, 2001), a pošto koncentracija GSH u toj jednačini ulazi na kvadrat, isti odnos GSH prema GSSG ne daje isti potencijal pri različitim ukupnim koncentracijama.

Ista tiolna grupa određuje odnos glutationa prema bakru. Jon bakra(II) najpre se brzo vezuje za sumpor cisteina u glutationu, a zatim katalizuje oksidaciju GSH u GSSG kiseonikom (Ngamchuea i sar., 2016).

Bakar vezan u kompleksu nije izuzetak. Ufnalska i sar. (2021) opisali su kako redukovani glutation, najjače prirodno redukciono sredstvo u ljudskoj plazmi, redukuje bakar(II) iz kompleksa sa tripeptidom GHK, preko prolaznog kompleksa u kome je bakar vezan i za sumpor glutationa. Tako se dva tripeptida iz kataloga, glutation i GHK-Cu, sreću u istoj reakciji: prvi kao redukciono sredstvo, drugi kao kompleks metala.

„Glutation” je srpski oblik međunarodnog naziva glutathione, a skraćenice GSH i GSSG označavaju redukovani oblik i disulfid. Priča o nazivu počinje pre samog molekula. Frederick Gowland Hopkins je 1921, u radu o „autooksidabilnom sastojku ćelije”, zaključio da je jedinjenje koje opisuje upravo „filotion” (philothion) de Rey-Pailhadea, koji je 1888. pokazao da ćelije kvasca i njihovi vodeni ekstrakti redukuju sumpor do vodonik-sulfida. U istom radu Hopkins je, privremeno i dok građa jedinjenja ne bude utvrđena, predložio naziv glutathione, koji čuva vezu sa starijim nazivom philothion (Hopkins, 1921).

Hopkins je 1922, sa M. Dixonom, objavio rad o glutationu u časopisu Journal of Biological Chemistry, a 1929. i ponovno ispitivanje jedinjenja, „On glutathione: a reinvestigation”. Hemijsku sintezu objavili su C. R. Harington i T. H. Mead 1935. Naslov rada iz 1921. danas se čita uz jednu ogradu: merenja brzine trošenja tiola pokazala su da kiseonik sam ne oksiduje redukovani glutation, već to čini tek uz katalizator poput jona bakra(II) (Ngamchuea i sar., 2016).

Za pretragu literature koriste se naziv „glutathione”, skraćenice „GSH” i „GSSG” i izraz „glutathione disulfide”. Opsežan pregled biohemije ovog jedinjenja objavili su A. Meister i M. E. Anderson 1983. u Annual Review of Biochemistry.

Schafer i Buettner (2001) predložili su da se redoks okruženje ćelije izrazi polućelijskim redukcionim potencijalom para GSSG/2GSH i naveli okvirne vrednosti za ćelije u različitim stanjima: oko −240 mV pri proliferaciji, oko −200 mV pri diferencijaciji i oko −170 mV u apoptozi. U tom okviru glutation je merilo stanja ćelije, a ne ispitivana supstanca.

Drugi niz radova bavi se hemijom same oksidacije. Kachur i sar. (1998) pratili su in vitro oksidaciju glutationa katalizovanu bakrom i opisali dve faze: u prvoj se troši jedan mol kiseonika na četiri mola tiola, uz malo hidroksil-radikala, a u drugoj se kiseonik troši brže, uz nastanak vodonik-peroksida i hidroksil-radikala.

Navedeni podaci potiču iz in vitro sistema i ćelijskih modela; opisuju hemiju i biohemiju jedinjenja i ne predstavljaju tvrdnju o dejstvu.

U rastvoru redukovani glutation prelazi u disulfid GSSG tek uz katalizator: u merenjima Ngamchuea i sar. (2016) kiseonik ga sam nije oksidovao, dok su joni bakra(II) tu reakciju katalizovali. Zato se za rastvor glutationa koriste čisto posuđe i voda bez tragova metala.

Celovit postupak rekonstitucije i režim čuvanja pre i posle rastvaranja isti su za sve liofilizovane artikle u katalogu i opisani na stranici proizvoda, u odeljku „Isporuka, rekonstitucija i čuvanje”.