Glutatiónperoxidáza (GPx) - Synevo
Všeobecné informácie
Glutatiónperoxidáza (GPX) je súčasťou rodiny enzýmov, ktoré katalyzujú degradáciu organických hydroperoxidov vznikajúcich pri normálnych metabolických procesoch a poskytujú ochranu proteínom, lipidom a nukleovým kyselinám pred pôsobením oxidačných molekúl, pričom ako donor elektrónov používajú glutatión alebo v niektorých prípadoch aj glutatión. tioredoxín alebo glutaredoxín.
V porovnaní so superoxiddismutázou a katalázou, ktoré sa nachádzajú v bunkách v relatívne veľkých, ale konštantných množstvách, je glutatiónperoxidáza tiež prítomná vo všetkých tkanivách, ale v rôznych množstvách, pretože je enzymaticky indukovaná. Zistilo sa to v pľúcach a červených krvinkách fajčiarov, pretože je známe, že cigaretový dym obsahuje veľké množstvo voľných radikálov, oxidov dusíka a hydroperoxidov, ktoré pôsobia ako substrát pre peroxidázu 2. .
GPX je selén-dependentný enzým, ktorý sa nachádza v cytosóle (70%), ale aj v mitochondriách (30%). Je nenahraditeľný v antioxidačnom arzenáli, najmä v mitochondriách, pretože neobsahujú katalázu na metabolizmus peroxidov. GPX tiež poskytuje ochranu pred organickými hydroperoxidmi (podieľajú sa na zmenách lipidov v cievnej stene, ktoré podporujú aterogenézu) a pomáha regenerovať redukovanú formu vitamínu C. Nerovnováha v GPX bola pozorovaná pri starnutí a pri rôzne poruchy, ako je rakovina, kardiovaskulárne choroby, cukrovka, Alzheimerova choroba, oxidačný stres vyvolaný alkoholom, cholecystitída a urtikária 10 .
Doposiaľ bolo analýzou selenoproteínov s enzymatickou úlohou identifikovaných v tele cicavcov 8 izoforiem glutatiónperoxidázy, označené GPX1, ... GPX8, ktoré sa líšia svojou primárnou štruktúrou a umiestnením a sú kódované rôznymi génmi 2 .
S výnimkou fosfolipidhydroperoxidu GPX4, ktorý je monomérom, sú všetky ostatné izoformy tetraméry zložené zo štyroch identických podjednotiek. Glutatiónperoxidáza obsahuje 4 atómy selénu (viazané na cysteinylový zvyšok v polohe 35) pre 4 polypeptidové podjednotky, pričom tento enzým má molekulovú hmotnosť asi 85 kDa. Atómy selénu v aktívnom mieste sa priamo podieľajú na redukcii peroxidu, čo je nevyhnutné v systéme ochrany pred antioxidantmi. Nedostatok selénu, aj keď nevýznamný, ovplyvňuje činnosť enzýmu a spôsobuje peroxidáciu membrán a zvýšenú priepustnosť.
Glutatiónperoxidáza 1 (GPX1) je najpočetnejšou izoformou nachádzajúcou sa v cytoplazme všetkých živočíšnych buniek a podieľa sa na detoxikácii peroxidu vodíka a peroxidu lipidov pôsobiacimi ako peroxynitrit reduktáza. Pri absencii tohto antioxidačného enzýmu vedie k akumulácii reaktívnych foriem kyslíka, ktoré spôsobujú poškodenie DNA, bielkovín a lipidov. Klinické dôkazy naznačujú potenciálnu úlohu GPX1 v aterogenéze spojenej s cukrovkou.
Polymorfizmy identifikované v géne GPX1, ktoré vedú k zníženiu aktivity GPX1, korelujú s nárastom hrúbky vnútornej a strednej tuniky karotických artérií s výskytom zvýšeného rizika periférnych kardiovaskulárnych a vaskulárnych ochorení u pacientov s cukrovkou. Ďalej ďalšie štúdie naznačujú ochrannú úlohu GPX1 v procese aterogenézy. Znížená aktivita GPX1 v erytrocytoch bola teda spojená so zvýšeným rizikom kardiovaskulárnych príhod a výskytu aterosklerotických plátov. Tieto štúdie naznačujú, že GPX1 je kľúčovým enzýmom na ochranu ciev pred oxidačným stresom a aterogenézou 2; 5 .
GPX2, tiež známy ako gastrointestinálny GPX (GI-GPX), je intracelulárny enzým exprimovaný v epiteli gastrointestinálneho traktu.
GPX2 nie je rovnomerne exprimovaný v čreve, je hojnejší v kryptách a postupne klesá smerom k luminálnemu povrchu, čo naznačuje úlohu v bunkovej proliferácii. Expresia GPX2 je zvýšená v kolorektálnych adenómoch, karcinómoch a Barrettovej sliznici pažeráka. Expresia GPX2 nie je špecifická pre gastrointestinálny trakt a zvyšuje sa tiež pri neoplastickej transformácii dlaždicových epiteliálnych buniek na pľúcne adenokarcinómy u fajčiarov a rakoviny prsníka. Ochrannú úlohu GPX2 možno demonštrovať skutočnosťou, že jeho expresia je regulovaná transkripčným faktorom Nrf2, ktorý je všeobecne považovaný za cytoprotektívny a bráni vzniku tumorov. GPX2 je schopný inhibovať cyklooxygenázu 2 (COX 2) a znižuje produkciu prostaglandínu E2 (PGE2).
Všetky GPX, ktoré sú doposiaľ skúmané, majú vlastnosť inhibovať aktivitu COX odstránením hydroperoxidov. Aktivita COX vyžaduje hydroperoxid a už nemôže produkovať PGE2, ak je v malom množstve 1; 9 .
Glutatiónperoxidáza sa tiež zúčastňuje konverznej reakcie kyseliny arachidónovej na leukotriény pôsobením lipoxygenázy 6. .
Plazmatická glutatiónperoxidáza sa nazýva GPX3. Nachádza sa tiež v obličkách, pľúcach, srdci, pečeni, mliečnych žľazách, placente a tiež v materskom mlieku. Pretože sa redoxná kontrola podieľa na metabolickej dysfunkcii, meranie GPX3 v sére môže mať pri diagnostike týchto stavov určité výhody 1; 9 .
Glutatiónperoxidáza 4 (GPX4) je antioxidačný enzým, ktorý chráni bunky pred peroxidáciou membránových lipidov, ktoré sú exprimované takmer v každej živočíšnej bunke, ale v nízkej koncentrácii. Gén Gpx4 kóduje tri izoformy: dlhú formu (lGpx4), krátku formu (sGpx4) a nukleárnu formu. Genetické štúdie ukazujú, že nukleárna forma hrá dôležitú úlohu pri kondenzácii chromatínu v spermiách. Úloha 1Gpx4 a sGpx4 in vivo, ktoré sa vyznačujú prítomnosťou alebo neprítomnosťou signálneho peptidu na N-konci, však zostáva nejasná. Posledné štúdie naznačujú, že sGpx4 je hlavnou izoformou v somatických tkanivách a je nevyhnutný pre prežitie a ochranu pred apoptózou, zatiaľ čo izoforma lGpx4 prevláda v semenníkoch a je dôležitá pri regulácii mužskej plodnosti 2; 3 .
Glutatiónperoxidáza 5 (GPX-5), tiež známa ako sekrečná epididymálna glutatiónperoxidáza, je enzým, ktorý je špecificky exprimovaný u ľudí v mužskom genitálnom trakte (epididymis) a hrá dôležitú úlohu pri ochrane membrán spermií pred škodlivými účinkami peroxidácie lipidov. alebo zabraňuje predčasnej akrozomálnej reakcii 8 .
GPX5 a GPX6 identifikované u cicavcov súvisia s GPX3, ale GPX5 neobsahuje selén v aktívnom mieste.
GPX6 bol identifikovaný u ľudí a ošípaných a nachádza sa v čuchovom epiteli ako enzým závislý od selénu.
Nedávno bol u cicavcov opísaný nový fosfolipidhydroperoxid glutatiónperoxidáza (PHGPx), ktorý obsahuje cysteín v katalytickej doméne. Tento nonseleno-cysteín, tiež nazývaný NPGPx, zodpovedá skupine GPX 7 opísanej u cicavcov. Má molekulovú hmotnosť približne 22 kDa a zníženú enzymatickú aktivitu in vitro. Expresia PHGPx bola potvrdená v mnohých tkanivách vrátane vyvíjajúcej sa mliečnej žľazy. NPGPx hrá kľúčovú úlohu pri rakovine prsníka, pretože redukuje oxidačný stres generovaný metabolizmom polynenasýtených mastných kyselín v nádorových bunkách. Zvýšená expresia NPGPx v nádorových bunkách vedie k rezistencii na bunkovú smrť indukovanú kyselinou eikosapentánovou 7 .
Odporúčania pre stanovenie glutatiónperoxidázy - hodnotenie oxidačného stresu 2; 4 .
Výcvik pacientov - najlepšie na prázdny žalúdok (na prázdny žalúdok) 4 .
Odobratý exemplár - venózna krv 4 .
Zberová nádoba - vakcinátor krvi EDTA 4 .
Po zbere potrebné spracovanie - test nie centrifugujte a uchovávajte v chlade.
Objem vzorky - 1 ml krvi 4 .
Príčiny odmietnutia dôkazov - koagulovaný alebo intenzívne hemolyzovaný exemplár 4 .
Stabilita vzorky - krv je stabilná 1 mesiac pri 2-4 ° C 4 .
Metóda - fotometria; analyzuje sa enzymatická aktivita v erytrocytoch. 4 .
Referenčné hodnoty - 4171 - 10881 U/L 4 .
Interpretácia výsledkov
Znížené hladiny glutatiónperoxidázy sa vyskytujú pri deficite selénu, srdcových chorobách, beta-talasémii, cukrovke a dialýze 4 .