¿Qué se utiliza el glutatión L?

El glutatión (GSH, glutatión) es un tripéptido no protetiol sintetizpor la glutamilcisteína sintetasa (GCS) y la glutatión sintetasa (GS) por la cascada de ácido glutámico, cisteína y glicina.

1. Introducción al glutatión

1.1 estructura del glutatión

En las células vegetales, animales y microbi, tres aminoácidos, glutamato, cisteína y glicina, se sintetizen en un pequeño compuesto tripeptídico biológicamente activo por la acción secude dos enzimas, glutamilcisteína sintetasa (GCS) y glutatión sintasa (GS), conocido como glutatión (también conocido como − -l-glutamilglutamato, glutatión)[1]. -l-cisteinilglicina, glutatión)[1].

En las células eucariotas, 80-85 % del glutatión se encuentra en el citoplasma, mientras que el resto se encuentra en la mitocondria y el retículo endoplas[2-4]. Sin embargo, en las células de algunas bacterias salinas o protozoparásitos, el glutatión está presente en forma de sulfurcomo s-nitrosoglutatión, glutamilcisteína (--ec), tiosulfato, y N1,N8-bis(glutatión) espermidina [5-6]. Los homólogos del glutatión también se encuentran en las legumbres, que se distinguen por el hecho de que el aminoácido residuo C-terminal no es la glicina, sino otros tipos de aminoácidos, como el homoglutatión (H-Glu, Cys- - -Ala-OH)[7].

El glutatión existe en dos formas:Glutatión reducido (GSH)Glutatión y glutatión oxidado (GSSG). El glutatión reducido es la forma principal de glutatión en las células, representando más del 98% del contenido total de glutatión. La fórmula molecular del glutatión reducido es C10H17O6N3S. En la célula, el glutatión es oxidado y deshidrogenado para formar GSSG, que luego se reduce a GSH por la GSSG reductasa (GR) con la participación de NADPH (coenzima II reducida), formando así un ciclo redox, y las dos formas de glutatión se muestran en la figura 1.1.

Figura 1.1 dos formas de glutatión

2. Usos del glutatión

Las características estructurales especiales del glutatión determinan sus propiedades funcionales, y el grupo − -mercapto en su estructura de cisteína, como un grupo activo libre, proporciona una fuerte capacidad para suministrar electrones o hidrógeno protón. En los últimos años, la atención de los académicos nacionales y extranjeros al glutatión ha aumentado gradualmente, y el uso y el valor comercial del glutatión están llegando rápidamente a las personas#39;s atención. Actualmente, los mercados de aplicación del glutatión se pueden clasificar en alimentos, cosméticos y campos médicos, etc.[8-11] las aplicaciones específicas son las siguientes:

2.1 glutatión en aplicaciones alimentarias

El glutatión es un conservante potencialPotenciador del sabor y sabor en la industria alimentaria debido a su capacidad antioxidante única. En el almacenamiento de mariscos o alimentos de carne de ganado, la cantidad adecuada de glutatión puede extender eficazmente la frescura y la vida útil de los alimentos, y al mismo tiempo, hasta cierto punto, puede inhibir el crecimiento y la reproducción de microorganismos e inhibila degradación de los ácidos nucleen los alimentos de carne, lo que puede ayudar a prolongar la vida útil de los alimentos, y asegurar la calidad de los alimentos [12-14].

Durante el proceso de elaboración del vino, el pardeado oxidativo del vino es causado principalmente por la oxidde los compuestos fenólicos en el jugo de uva catalizada por la polifenol oxid(PPO) para formar o-benzoquinona, y la formación de sustancias oscuras a través de la polimerización o condensde o-benzoquinona, y la adición adecuada de glutatión durante el proceso de elaboración puede permitir que reaccione con los compuestos fenólicos oxipara formar un tioéter (ácido adióico 2-s-glutatión) o producto de reacción de la uva (GRP) [15-17], Que puede evitar la oxidde los fenólicos en el vino. La adición adecuada de glutatión durante el proceso de vinile le permite reaccionar con estos compuestos fenóoxipara formar un sulfur(adipato 2-s-glutatión) o producto de reacción de la uva (GRP), lo que impide la oxidde los compuestos fenólicos en el vino [15-17], y evita la formación de quinonas, manteniendo así el buen color del vino.

Al mismo tiempo, la adición de glutatión puede reducir efectivamente la pérdida de componentes aromáticos del vino, proteger su sabor especial fresco y suave, y desempeñar la función de mejorar la estabilidad sensorial del vino [18-21]. Además, el glutatión se puede utilizar como un agente saborizante en el procesamiento de alimentos para añadir sabores únicos a los alimentos y lograr el efecto de mejora del sabor [22-23], y también se puede añadir a los alimentos funcionales para facilitar el metabolismo y la absorción del cuerpo humano [24-25].

2.2 aplicación de glutatión en cosméticos

El glutatión juega un papel clave en la regulación de la actividad celular como un antioxidante y cofactor enzimcapaz de eliminar los radicales libres. En aplicaciones cosmé, los derivados del glutatión (s-acil-glutatión derivados) se pueden utilizar tópicamente para el tratamiento del envejecimiento de la piel y para el tratamiento de la hiperpigmentación, para mejorar la permeabilidad de la piel y para acelerar la tasa de metabolismo de la piel [26]. La formación de melanina cutánea se debe a la formación de dopaquinona (DQ) catalizada por la tirosinasa (TYR), que a su vez forma melatonina y eumelanina en una serie de reacciones catalíticas de oxid[27].

El glutatión y sus derivados pueden reducir la dopamina para formar pigmento marrón, que es de color más claro que la melatonina, y el glutatión ayuda a mantener el sitio activo sensible a la enzima en el necesario estado reducido, lo que puede inhibir la actividad de la tirosinasa hasta cierto punto, logrando así el efecto blanque[28-29].

Además, se ha demostrado que la capacidad del glutatión reducido para inhibir la actividad de la tirosinasa es más fuerte que la del glutatión oxidado, y el glutatión reducido y el glutatión oxipueden mezclarse de acuerdo con la relación para lograr el mejor efecto antioxidante y blanqueador [30].

2.3glutatión en aplicaciones médicas

Como una sustancia endógena natural, el glutatión está ampliamente distribuido y participa en los procesos redox en el cuerpo humano, y también es conocido como un desintoxicenddebido a su fuerte capacidad para suministrar electrones o hidrógenos de prot[31-32]. El glutatión desempeña principalmente un papel en la inhibición del estrés oxidativo: por un lado, el glutatión puede neutralizar los radicales libres o estabilizar la actividad de las células inmunpara mejorar la inmunidad humana; Por otro lado, el nitrosoglutatión (GSNO) y su reductasa, GSNOP, puede inhibir la inflamación excesiva y proteger las células inmuny tejidos relacionados mediante la modulación de la vía de señalización de óxido nítrico en el cuerpo. Por otro lado, el nitrosoglutatión (GSNO) y su reductasa GSNOP puede inhibir la inflamación excesiva mediante la regulación de la vía de señalización de óxido nítrico en el cuerpo y proteger las células inmuny tejidos relacionados en el cuerpo [33-34].

El glutatión reducido también es valioso en la desintoxicación de sustancias exógenas o sus metaboli, la regulación de la función inmune, y la formación de fibrosis. El glutatión puede enfridirectamente los radicales hidroxilo reactivos, otros radicales centrados en oxígeno, y los centros de radicales libres en el ADN y otras biomoléculas [35-37]. El glutatión protege la piel, el cristal, la córnea y la retina del daño por radiación, y es la base bioquímica para la desintoxicación en el hígado, riñón, pulmones, epiteliintestinal y otros órganos [38-39].

En el sistema metabólico de defensa de los animales, el pilar central del metabolismo antioxidante es el selenio-dependiente glutatión peroxid(GPX), que, con el fin de regular las señales celulares redox-dependientes, se une a -SH en los residuos de cisteína de proteínas para formar una glutationilación, que altera el estado oxidativo de las proteínas y protege tioles proteína sensible de la oxidirreversible [40]. En las plantas, el glutatión puede mejorar la tolerancia de las plantas, incluyendo resistencia a la sequía, resistencia a altas o bajas temperaturas, y resistencia al estrés de metales pesados. El glutatión puede eliminar directa o indirectamente los radicales libres en las plantas regulando las enzimas relacionadas con el metabolismo, o combincon peróxidos tóxicos in vivo y luego metabolizarlos y excretarlos, con el fin de lograr el efecto de mantener la estabilidad del organismo y mejorar la resistencia de las plantas [41-45].

3. Métodos de producción de glutatión

Con la investigación en profundidad sobre la aplicación funcional del glutatión, se ha hecho hincapié en los campos de la alimentación, la medicina, el cuidado de la belleza y la biomedicina, etc. Los métodos de producción comercial de glutatión se están actualizando constantemente, y los principales métodos de producción son síntesis química, método enzimy método de fermentación microbiana [46-47], como sigue:

3.1 síntesis química

En la década de 1970, el glutatión se producprincipalmente por síntesis química, en la que tres aminoácidos precursores (ácido l-glutámico, l-cisteína y glicina) se condensaban en una serie de reacciones químicas, que consistían en tres fases: protección de grupo, condensy desproteción.

La síntesis química del glutatión ha estado en una etapa relativamente madura, pero debido a la complejidad del proceso, y el hecho de que el glutatión sintetizquímicamente es un racemato, el proceso de racemización y separación tiene un impacto en la actividad del glutatión, y también hay problemas como la diferente pureza del producto y la bioeficacia desigual. Considerando la influencia de otros grupos amino activos, grupos carboxilo o grupos de cadena lateral de los aminoácidos precursores en el rendimiento, pureza o racemización durante la reacción, los investigadores [48-49] propuproteger los grupos no deseados en la reacción de síntesis de glutatión, y luego eliminar estos grupos protectores después de que la reacción se completa. La s-bencisteína glicina fue sintetizusando benciloxilcarbonilo (C6H5-CH2-O-CO, Cbz) como grupo protector para el grupo amino, y luego el anhídride n-cbz-l-glutamil fue sintetizprotegiendo el grupo aminoácido glutámico con el grupo protector Cbz, y luego el glutatión con grupo protector fue obtenido por la reacción de la s-bencisteína glicina y n-benciloxilcarbonil-l-glutamil anhídrido, Y luego se obtuvo el glutatión eliminando el grupo protector bajo las condiciones correspondientes. Luego se eliminel grupo bajo las condiciones correspondientes para obtener glutatión.

3.2 métodos bioenzimáticos

La síntesis enzimde glutatión se basa principalmente en el uso de la glutatión sintetasa natural en los organismos vivos, que es capaz de catalizar la síntesis de glutatión específicamente utilizando tres aminoácidos precursores como sustr, así como una cantidad adecuada de ATP, cofactores necesarios para mantener la actividad de la enzima glutatión sintetasa (Mg+), y un ambiente de pH apropiado [50-51].

Los sistemas de glutatión sintetasa se derivan principalmente de células microbi, como Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae, etc. Sin embargo, debido a la inestabilidad de la actividad libre de la enzima en el ambiente de reacción y la complejidad del proceso de aislamiento y purificación del sistema de reacción, la enzima no es reutilizen la producción industrial. Sin embargo, debido a la inestabilidad de la actividad enzimlibre en el ambiente de reacción y la complejidad del procedimiento de separación del sistema de reacción en el proceso de purificación, que no puede ser reutilizado, la síntesis de glutatión en la producción industrial se lleva a cabo principalmente por células inmovilizo enzimas inmoviliz[52-55].

El método de inmovilización no sólo simplifica el proceso de producción y aumenta la recuperación de la enzima, sino que también mejora la estabilidad térmica de la enzima y aumenta el rendimiento del producto. Dado que el ATP es necesario para la síntesis de glutatión, y la producción de ADP tiene un cierto efecto inhibitsobre la actividad de la enzima, la construcción del sistema de regeneración de ATP, además del método de inmovilización de la enzima, es la clave para el efecto de la síntesis de glutatión. Los investigadores [56] establecieron una reacción en cascada entre la polifosfato quinasa (PPK) y la enzima bifuncional glutatión GshF, y utilizaron el proceso de síntesis catalítica de la enzima PPK que puede regenerar ATP para construir un sistema de regeneración de energía, y luego construyó un sistema de síntesis de enzimas de glutatión de bajo costo y alta eficiencia.

3.3 biofermentación

La fermentación microbiana es un método de convertir materias primas de bajo costo para el cabello en glutatión por metabolismo microbiusando bacterias o levque sinteel glutatión intracelularmente. Desde la realización de la producción de glutatión a partir de levadura en 1938, el proceso y método de producción de glutatión por fermentación se han mejorado continuamente. Dado que las bacterias o levutilizadas en la fermentación son fáciles de cultivar, en la industria, la biofermentación se elige generalmente para utilizar Saccharomyces cerevisiae y Candida utilis como las cepas bacterianas para la fermentación. La fermentación se lleva a cabo con Saccharomyces cerevisiae y Candida utilis. La fermentación se ha convertido en el método más común para la producción de glutatión debido a su fácil disponibilidad de materias primas y condiciones controladas [57]. Con el fin de aumentar el rendimiento del glutatión fermentado, los investigadores han mejorado el estudio de las etapas de selección de cepas de fermentación [58-61], optimización del proceso de fermentación, método de cultivo de fermentación [62-63] y optimización del aislamiento [64], respectivamente.

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