谷胱甘肽(GSH)的介绍课件
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GSH（谷胱甘肽）
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1
• 谷胱甘肽（glutathione）是一种由3个氨基酸组成的短肽， 存在于几乎身体的每一个细胞中，但是谷胱甘肽必须在有 产生的细胞及其前体（Vc和α-硫辛酸）的条件下才可以有 效地在人体内工作，谷胱甘肽能帮助保持正常的免疫系统 的功能，在细胞中，谷胱甘肽主要发挥抗氧化剂的作用。
• GSHபைடு நூலகம்GSSH，PSSG（蛋白结合谷胱甘肽））是反应 氧化溶血的指标。
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谷胱甘肽与糖尿病
• 蛋白质的非酶促糖基化作用与糖尿病机体中的氧化反应激增有关，导 致血管病等并发症的发生。
• 研究表明：糖尿病患者红细胞内谷胱甘肽浓度下降，与糖基化血红蛋 白呈显著负相关，高血糖可抑制GSH还原酶的活性，从而导致细胞内的 GSH浓度进一步降低。
• 谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px)是红细胞内的主要抗氧化酶之一，其活 性中心是以硒代半胱氨酸的形式存在。许多重金属可以与该半胱氨酸 的巯基结合而使GSH-Px失活。
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9
谷胱甘肽与红细胞溶血
• 红细胞中部分血红蛋白在过氧化氢等氧化剂的作 用下，其中二价铁氧化为三价铁，使血红蛋白转 变为高铁血红蛋白，从而失去了带氧能力。还原 型谷胱甘肽既能直接与过氧化氢等氧化剂结合， 生成水和氧化型谷胱甘肽，也能够将高铁血红蛋 白还原为血红蛋白。谷胱甘肽可保护血红蛋白不 受过氧化氢、自由基等氧化转变为高铁血红蛋白， 从而使它持续正常发挥运输氧的能力。
• 谷胱甘肽由谷氨酸，半胱氨酸和甘氨酸组成，分子中半胱 氨酸的-SH是主要的功能性基团。
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谷胱甘肽的氧化与还原
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3
• GSH不是一种典型的三肽，其结构中含有非α-肽 键，由谷氨酸的γ-COOH与半胱氨酸的α-NH2脱水 形成。GSH是一种抗氧化剂，可保护蛋白质分子中
的-SH免遭氧化，保护巯基蛋白和酶的活性。在谷
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谷胱甘肽与糖尿病
• GSH参与葡萄糖诱导的胰岛素分泌，血浆中 GSH/GSSG的比率可影响细胞对葡萄糖的反应性， 此比率的增加可改善糖尿病患者外周胰岛素的作 用提高血液中GSH的水平，减少氧化损伤的程度和 增加胰岛素的敏感性。
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成酶缺乏可导致GSH水平极度低下，而缺乏G6PD时，红细
胞NADPH生成减少，致使GSSG还原为GSH减少，导致红细胞
GSH含量降低及GSSG含量升PP高T学。习交流
5
谷胱甘肽的代谢
• 谷胱甘肽是由两个依赖ATP的连续反应合成的。首先一分子 的L-谷氨酸和一分子的L-半胱氨酸在γ-谷氨酰半胱氨酸合 成酶（GSHI））的作用下合成二肽—谷氨酰半胱氨酸（γGC）。然后在谷氨酰胺合成酶（GSHII）的催化下，一分 子的甘氨酸被添加到γ-GC的C-末端形成GSH。一般来说， GSHI的活性受到GSH的反馈抑制从而避免谷胱甘肽的过量 积累。同时，细胞中的谷胱甘肽会被γ-谷氨酰转肽酶 （γ-GTP）降解形成γ-谷氨酰成分化合物，它对氨基酸的 转运很重要。因此要使谷胱甘肽在体内大量积累就要使 GSHI在反馈抑制的条件下能够释放出来，或使γ-GTP失活 或缺失。下图显示了谷胱甘肽的生物合成途径和代谢途径。
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G6PDH：葡萄糖-6-磷酸脱氢酶，GPx：谷胱甘肽过氧化物酶，GR：谷胱甘
肽还原酶，GRX：谷氧还蛋白，GSHI：γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶，GSHII：谷 氨酰胺合成酶，GTP：谷氨酰转肽酶。
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酿酒酵母中谷胱甘肽的代谢途径
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谷胱甘肽与红细胞溶血
• GSH能保护某些蛋白质中的巯基，如保护红细胞膜上的巯基免遭氧化物 的损害，保护红细胞膜的完整性，从而维持红细胞的正常的结构与功 能，因此红细胞对GSH的缺失非常敏感。
• GSH在体内转化为GSSG后，在谷胱甘肽还原酶的作用下，利用NADPH+H+ 将GSSG还原为GSH。
• 由于， NADPH+H+是谷胱甘肽还原酶的辅酶，对维持还原性谷胱甘肽 的正常含量具有重要的作用，在红细胞中需要大量的NADPH+H+，红细 胞主要通过磷酸戊糖途径生成NADPH+H+。
• 对于缺乏6-磷酸葡萄糖脱氢酶的人，红细胞内NADPH+H+缺乏，导致GSH 含量过低，红细胞易于破坏而发生溶血性贫血。若服用某些可导致HO 生成的药物，或食用含氧化剂的食物，可使体内的GSH迅速耗尽，使红 细胞膜破裂而出现溶血性黄疸 ，俗称“蚕豆病”。
• 生理浓度的GSH能显著抑制血红蛋白的的非酶促糖基化作用 • 在高糖浓度下，蛋白质的非酶促糖基化作用会产生自由基，而自由基
又进一步增强了蛋白质的非酶促糖基化作用。GSH作为一种很强的抗氧 化剂物质，抑制蛋白质的非酶促糖基化作用可能与它能清除自由基中 间产物有关。 • 在机体中，GSH还参与谷胱甘肽过氧化物酶催化的分解脂质过氧化物的 反应，使得由脂质过氧化物诱发的非酶促糖基化作用，因此，给糖尿 病患者补充GSH或富含GSH的低脂动物性食物有利于减缓并发症的发生。
胱甘肽过氧化酶的作用下，GSH可以还原细胞内产
生的H2O2，生成H2O，同时，GSH被氧化为GSSG，后 者在谷胱甘肽还原酶的催化下，又生成GSH。
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4
• 谷胱甘肽存在于所有动物细胞中，在正常情况下，以 其硫醇还原性存在，是细胞内主要的非蛋白质巯基化合物， 在许多生命活动中，起着直接或间接的作用包括基因表达 调控、酶活性和代谢调节、对细胞的保护、氨基酸转运、 免疫功能调节等。氧化应激或亲电化合物攻击可使细胞内 的GSH含量降低，或使其转变为双硫氧化型（GSSG）。谷 胱甘肽除具有抗氧化和调节机体巯基平衡的作用外，在中 枢神经系统中也有神经递质或神经调质样作用。
• GSH是机体主要的抗氧化剂之一，主要作用有：维护
红细胞内含巯基的膜蛋白和酶蛋白的完整性及其正常代谢
功能：它与谷胱甘肽过氧化酶共同作用，使双氧水还原成
水。通过上述作用维持红细胞膜的完整性和保护红细胞免
受氧化剂的损害。GSH水平的高低主要取决于糖代谢中的己
糖磷酸旁路的红细胞酶（G6PD）及GSH生物合成酶。GSH合
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• 谷胱甘肽（glutathione）是一种由3个氨基酸组成的短肽， 存在于几乎身体的每一个细胞中，但是谷胱甘肽必须在有 产生的细胞及其前体（Vc和α-硫辛酸）的条件下才可以有 效地在人体内工作，谷胱甘肽能帮助保持正常的免疫系统 的功能，在细胞中，谷胱甘肽主要发挥抗氧化剂的作用。
• GSHபைடு நூலகம்GSSH，PSSG（蛋白结合谷胱甘肽））是反应 氧化溶血的指标。
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谷胱甘肽与糖尿病
• 蛋白质的非酶促糖基化作用与糖尿病机体中的氧化反应激增有关，导 致血管病等并发症的发生。
• 研究表明：糖尿病患者红细胞内谷胱甘肽浓度下降，与糖基化血红蛋 白呈显著负相关，高血糖可抑制GSH还原酶的活性，从而导致细胞内的 GSH浓度进一步降低。
• 谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px)是红细胞内的主要抗氧化酶之一，其活 性中心是以硒代半胱氨酸的形式存在。许多重金属可以与该半胱氨酸 的巯基结合而使GSH-Px失活。
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谷胱甘肽与红细胞溶血
• 红细胞中部分血红蛋白在过氧化氢等氧化剂的作 用下，其中二价铁氧化为三价铁，使血红蛋白转 变为高铁血红蛋白，从而失去了带氧能力。还原 型谷胱甘肽既能直接与过氧化氢等氧化剂结合， 生成水和氧化型谷胱甘肽，也能够将高铁血红蛋 白还原为血红蛋白。谷胱甘肽可保护血红蛋白不 受过氧化氢、自由基等氧化转变为高铁血红蛋白， 从而使它持续正常发挥运输氧的能力。
• 谷胱甘肽由谷氨酸，半胱氨酸和甘氨酸组成，分子中半胱 氨酸的-SH是主要的功能性基团。
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谷胱甘肽的氧化与还原
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• GSH不是一种典型的三肽，其结构中含有非α-肽 键，由谷氨酸的γ-COOH与半胱氨酸的α-NH2脱水 形成。GSH是一种抗氧化剂，可保护蛋白质分子中
的-SH免遭氧化，保护巯基蛋白和酶的活性。在谷
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谷胱甘肽与糖尿病
• GSH参与葡萄糖诱导的胰岛素分泌，血浆中 GSH/GSSG的比率可影响细胞对葡萄糖的反应性， 此比率的增加可改善糖尿病患者外周胰岛素的作 用提高血液中GSH的水平，减少氧化损伤的程度和 增加胰岛素的敏感性。
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成酶缺乏可导致GSH水平极度低下，而缺乏G6PD时，红细
胞NADPH生成减少，致使GSSG还原为GSH减少，导致红细胞
GSH含量降低及GSSG含量升PP高T学。习交流
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谷胱甘肽的代谢
• 谷胱甘肽是由两个依赖ATP的连续反应合成的。首先一分子 的L-谷氨酸和一分子的L-半胱氨酸在γ-谷氨酰半胱氨酸合 成酶（GSHI））的作用下合成二肽—谷氨酰半胱氨酸（γGC）。然后在谷氨酰胺合成酶（GSHII）的催化下，一分 子的甘氨酸被添加到γ-GC的C-末端形成GSH。一般来说， GSHI的活性受到GSH的反馈抑制从而避免谷胱甘肽的过量 积累。同时，细胞中的谷胱甘肽会被γ-谷氨酰转肽酶 （γ-GTP）降解形成γ-谷氨酰成分化合物，它对氨基酸的 转运很重要。因此要使谷胱甘肽在体内大量积累就要使 GSHI在反馈抑制的条件下能够释放出来，或使γ-GTP失活 或缺失。下图显示了谷胱甘肽的生物合成途径和代谢途径。
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G6PDH：葡萄糖-6-磷酸脱氢酶，GPx：谷胱甘肽过氧化物酶，GR：谷胱甘
肽还原酶，GRX：谷氧还蛋白，GSHI：γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶，GSHII：谷 氨酰胺合成酶，GTP：谷氨酰转肽酶。
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酿酒酵母中谷胱甘肽的代谢途径
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谷胱甘肽与红细胞溶血
• GSH能保护某些蛋白质中的巯基，如保护红细胞膜上的巯基免遭氧化物 的损害，保护红细胞膜的完整性，从而维持红细胞的正常的结构与功 能，因此红细胞对GSH的缺失非常敏感。
• GSH在体内转化为GSSG后，在谷胱甘肽还原酶的作用下，利用NADPH+H+ 将GSSG还原为GSH。
• 由于， NADPH+H+是谷胱甘肽还原酶的辅酶，对维持还原性谷胱甘肽 的正常含量具有重要的作用，在红细胞中需要大量的NADPH+H+，红细 胞主要通过磷酸戊糖途径生成NADPH+H+。
• 对于缺乏6-磷酸葡萄糖脱氢酶的人，红细胞内NADPH+H+缺乏，导致GSH 含量过低，红细胞易于破坏而发生溶血性贫血。若服用某些可导致HO 生成的药物，或食用含氧化剂的食物，可使体内的GSH迅速耗尽，使红 细胞膜破裂而出现溶血性黄疸 ，俗称“蚕豆病”。
• 生理浓度的GSH能显著抑制血红蛋白的的非酶促糖基化作用 • 在高糖浓度下，蛋白质的非酶促糖基化作用会产生自由基，而自由基
又进一步增强了蛋白质的非酶促糖基化作用。GSH作为一种很强的抗氧 化剂物质，抑制蛋白质的非酶促糖基化作用可能与它能清除自由基中 间产物有关。 • 在机体中，GSH还参与谷胱甘肽过氧化物酶催化的分解脂质过氧化物的 反应，使得由脂质过氧化物诱发的非酶促糖基化作用，因此，给糖尿 病患者补充GSH或富含GSH的低脂动物性食物有利于减缓并发症的发生。
胱甘肽过氧化酶的作用下，GSH可以还原细胞内产
生的H2O2，生成H2O，同时，GSH被氧化为GSSG，后 者在谷胱甘肽还原酶的催化下，又生成GSH。
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• 谷胱甘肽存在于所有动物细胞中，在正常情况下，以 其硫醇还原性存在，是细胞内主要的非蛋白质巯基化合物， 在许多生命活动中，起着直接或间接的作用包括基因表达 调控、酶活性和代谢调节、对细胞的保护、氨基酸转运、 免疫功能调节等。氧化应激或亲电化合物攻击可使细胞内 的GSH含量降低，或使其转变为双硫氧化型（GSSG）。谷 胱甘肽除具有抗氧化和调节机体巯基平衡的作用外，在中 枢神经系统中也有神经递质或神经调质样作用。
• GSH是机体主要的抗氧化剂之一，主要作用有：维护
红细胞内含巯基的膜蛋白和酶蛋白的完整性及其正常代谢
功能：它与谷胱甘肽过氧化酶共同作用，使双氧水还原成
水。通过上述作用维持红细胞膜的完整性和保护红细胞免
受氧化剂的损害。GSH水平的高低主要取决于糖代谢中的己
糖磷酸旁路的红细胞酶（G6PD）及GSH生物合成酶。GSH合