글루타치온의 용도는 무엇인가요?

글루타치온 (Glutathione) 이란?

글 루타 티 온은 tripeptide glycine로 구성 된, 화합물 L-cysteine 그리고 L-glutamic 산은, 촉발시 되는 글 루타 티 온 synthetase, 그리고 그것의 적극적인 그룹은 sulfhydryl와 γ-glutamyl [1-2]다.글루타치온의 설프히드릴기 [3] (-SH)는 활성산소를 제거하고 효소 활동을 활성화하는데 주요한 역할을 하는 것으로 밝혀졌으며, 또한 세포 내 글루타치온의 산화환원 항상성을 유지시킨다 [4].글루타치온은 주로 세포질에서 합성되며, 합성된 글루타치온은 특정 수송체 단백질을 통해 세포질에서 세포소기관으로 운반된다 [5-6].

1. Glutathione의 구조

글루타티온의 분자식은 C10H17O6SN3[7] 이며 화학 구조는 그림 1에 표시되어 있다.

Fig. 1.글루타치온의 화학구조

글루타치온은 세포 내 항산화제로서, 반응성 산소 및 질소종을 청소함으로써 직접 작용하거나 보조 인자로서 효소 활동을 지원함으로써 간접적으로 작용할 수 있다 [8-9].글루타치온은 두 가지 형태 (Glutathione과 GSSH)로 존재하는데,이 중 글루타치온은 주요한 생리적 역할을 하며 [10-11] 전체의 대부분을 차지한다.글루타치온과 GSSG의 비율은 종종 산화 스트레스 (OS)의 표지자로 간주된다 [12].

그림 2.산화환원 항상성을 유지하는 글루타치온과 효소의 기능

글루타치온은 일반적인 항산화 물질로서의 역할 외에도 주요 대사산물의 생합성 경로, 신호 전달 과정, 해독, 저장 및 수송, 글루타치온 (GRX) 매개 환원 과정 유지 [13]에 관여한다.환원성 스트레스 (RS)는 NADH 농도가 너무 높을 때 NADH에 의해 촉진되는 킬레이트 삼원 원철의 감소를 설명하는데 사용되며 [14], 산화적 스트레스 (OS)는 글루탐산 시스테인 리가제 (GCL) 활성을 자극하여 글루타치온 생성의 증가를 초래함으로써 생물학적 등가성이 과도하게 감소되는 것을 특징으로 하는 산화적 스트레스의 대응물로 알려져 있다 [15,16],[17].내인성 세포 내 항산화제인 글루타치온은 여러 rna 관련 기전 [18]에 관여하는 것으로 나타났다.

Salvemini 등 [19]은 HeLa 세포를 NADPH의 생성을 담당하는 glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD) 유전자로 형질전환하였을 때, glutathione 수준의 증가와 ROS의 생성이 감소하는 것을 증명하였다.또한 열충격단백질 (Heat shock protein, HSP)은 포유류 세포에서 여러 가지 스트레스 자극으로부터 보호하는 것으로 나타났다.HSP는 글루타치온 수치를 증가시킴으로써 글루타치온 감소 사이클을 촉진하고 그에 따라 감소 상태 [20]를 촉진하는데 도움을 준다.

Brewer 등 21)은 NOX4 효소에 의한 조절 단백질 Nrf2의 활성화가 항산화 관련 유전자의 발현에 기여하여 글루타치온의 농도가 증가하고 ROS의 생성이 감소함을 증명하였다.이로 인해 glutathione 농도가 증가하였고 결과적으로 glutathione/GSSG ratio 가 증가하였다.

글루타치온은 혼합 단백질/비단백질 이황화물 [22]의 거의 85%의 일부를 형성하는 것으로 관찰되었다.이 중요한 생리기능의 구조적 기반은 주로 글루타치온의 시스테인 측 사슬에 있는 반응성 설프히드릴기에 의존하는데,이 설프히드릴기는 체내 활성산소와 글루타치온이 결합하는 기초로 작용하며,이 설프히드릴기는 산성 대사산물로 활성산소의 배출을 가속화시켜 장기가 손상되지 않도록 보호한다 [23].

글루타티온은 시스테인 [24]의 중요한 공급원일 뿐 아니라 이종 생물 이화작용, 단백질의 글루타티오닐화, 일부 스테로이드, 지질, 디옥시리보뉴클레오티드의 생성 등 다양한 생리 기능을 수행한다.글루타치온의 이러한 특성을 고려할 때, 글루타치온이 심장 내막질환 및 심혈관 질환 (CVD)과 같은 많은 질병의 발생에 중요한 원인적 역할을 한다는 것은 놀랍지 않다 [25,26].

2. Glutathione의 분포

글루타치온은 동물 및 식물 세포에 널리 분포하며 동물의 적혈구, 간, 신장, 식물의 밀 배아에 풍부하다 [27].글루타치온은 효모 세포에도 풍부하지만 채소와 다른 식물에는 적다.현재 글루타치온의 공업생산에는 주로 효모세포가 사용되고있는데 효모세포로는 Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces cerevisiae 등이 있다.

3. 글루타치온의 용도는 무엇인가요?

3.글루타치온은 심혈관 질환에 사용된다

글루타치온 합성의 억제는 OS와 동맥경화증에 선행하며 [28], 특히 대식세포에서 동맥경화증 발생시 세포가 글루타치온을 합성하는 능력은 ApoE 마우스에서 동맥경화증의 발병 및 진행과 반비순으로 관련이 있다 [29].글루타치온의 활성 수준을 증가시키는 리보실시스테인 (ribosylcysteine) 투여 후 죽상성 지질대사를 하는 형질전환 마우스에서 Lp(a), apoB,LDL-c 및 총 혈장 콜레스테롤이 감소되는 것으로 보고되었으며 GPx.30Shimizu 등 [31]은 뇌졸중과 심근경색 환자 134명을 대상으로 혈장과 총 글루타치온의 적혈구 수치를 조사하였다.그 결과 글루타치온 수치가 높아지면 수축기와 이완기 혈압 값이 낮아지고, 글루타치온 수치가 높아지면 당뇨병 발생률도 낮아지는 것으로 나타났다.또한 동일 저자들은 CVD 이전에 CVD의 병력이 없는 대조군에 비해 CVD를 투여한 환자에서 glutathione 수치가 낮았음을 보고하였다.Dami 등 [32]은 어떤 형태로든 심장 수술을 받는 76명의 환자를 대상으로 글루타티온 수치 결과를 평가했다.건강한 대조군에 비해 무증상 및 증상 CVD 환자에서 글루타치온 수치가 각각 21%, 40% 낮았다.이러한 결과를 바탕으로 저자들은 글루타치온 수치 감소가 CVD 환자의 심장 이상과 강한 연관성이 있다는 결론을 내렸다.

3. 2 글 루타 티 온 사용 신장 질환에서

글루타치온은 각종 효소를 효과적으로 활성화하고 지방, 단백질과 당질 대사를 촉진할수 있으며 신장소관을 보호하고 신장병을 효과적으로 치료하는데 중요한 역할을 한다.관련 연구에 따르면 글루타티온은 중성지방 수치를 낮추고 [33] 혈청 단백질 수치를 크게 증가시키는 등 신증후군 환자 치료에 효과적이라고 한다.해외 연구에 따르면 글루타치온의 대사 경로가 생체 활성화 경로일 수 있으며, 이는 다양한 약물 및 화학 물질의 신독성과 관련이 있다 [34].

3.3 글루타티온은 유기 인산 중독에 사용한다

유기인산 농약 중독은 활성산소가 많이 생성되어 각종 조직 및 장기의 손상을 악화시킨다.만약 치료방법이 적시적이지 못하면 유기실패를 초래하거나 심지어 사망에 이르게 되여 환자의 생명과 건강에 심각한 위협을 가져다주게 된다 [35].글루타치온은 체내의 각종 효소의 활동을 활성화할수 있으므로 조직과 장기에 일정한 보호작용을 한다.

86 예의 유기인산 농약 중독에 대한 연구에서 유기인산 농약 중독의 응급처치시 감소된 글루타치온을 적용한 결과 다양한 조직기능의 손상을 효과적으로 감소시키고 이를 조절하는 등 만족할 만한 결과를 얻은 것으로 나타났다.임상에서 그것의 적용을 촉진하는 것은 가치가 있다 [36].글 루타 티 온 감소 아트로 핀와 chlorophosphamide와 결합을 효과적으로 환자들을 치료 할 수 있 급성 organophosphorus 농약 중독으로 증상을 완화, 주목 할만 한 효과와 함께, 효과적으로 규제하는 혈청 심장 tropon에서Ⅰ (cTn Ⅰ)와 혈청 cholinesterase (체) 수준, 간기능 복구 [37] 홍보 한다.

간질환에 사용하는 글루타치온 3.4

간세포가 바이러스나 유해 물질의 공격을 받으면 체내에서 많은 양의 적혈구가 합성되는데, 이는 간세포막의 회복 과정에 관여한다 [38].글루타치온은 활성산소와 결합하여 저독성 대사산물을 생성하므로 간 손상을 줄일 수 있습니다.중간 단계의 고급 PLC 환자에서 간동맥 화학 색전술 후 글루타치온을 단기간 정맥 주입하면 임상 결과를 개선하고 간 기능 문제를 완화하며 환자 '삶의 질 [39].연구에 따르면 TACE로 처리된 중급 및 고급 PLC 환자에게 글루타치온을 치료하면 상당한 간 보호 효과가 있으며 정상 혈청 간 효소 수치를 유지할 수 있다고 한다 [40].간 글루타치온의 변화는 다양한 병리의 원인 또는 결과이다.

 사람의 경우 전구황 함유 아미노산을 규칙적으로 섭취하면 5 mM에서 10 mM 범위의 간세포 글루타치온 수치가 유지되며 글루타치온 합성과 대사에 유전적인 장애가 있으면 간 기능을 심하게 방해하고 경우에 따라 사망에 이를 수 있다.41알코올성 간질환에서 선모세포는 간질환의 가장 흔한 원인이다.알코올성 간 질환에서 미토콘드리아가 감소된 글루타치온은 경쟁적인 기능 소기관을 유지하는 것이 주된 기능인 알코올 섭취로 인해 고갈되며, 간세포 미토콘드리아의 글루타치온 고갈은 알코올로 인한 손상에 대한 간 민감성의 중요한 기전으로 밝혀졌다 [42].

3.5 글루타치온은 식품 분야에서 사용됩니다

식품 업계에서는 글루타치온을 영양 보조제로 사용하기도 하는데, 고기의 풍미를 돋울 뿐만 아니라 [43] 육류에 대한 식욕을 증가시키기도 한다.글루타치온은 조미료로도 사용할 수 있으며 글루탐산나트륨 (MSG)에 첨가하여 신선도를 유지할 수 있다.그 외에도 유아용 식품이나 유제품에 글루타치온을 첨가했는데, 비타민 c의 효과와 맞먹는다고 할 수 있는 과일이나 채소에 글루타치온을 첨가하면 원래의 영양소와 매력적인 색과 맛을 유지하고 [44] 색소침착 및 갈색을 방지하는데 도움이 된다.

항산화 물질로 사용되는 글루타티온 3.6

세포 내 글루타티온은 활성산소를 제거하고 전기성 시약을 해독하며 단백질의 thiol 상태를 유지하는 중요한 항산화 물질입니다.글루타치온은 알데히드를 포집하고 글루타치온-알데히드 첨가를 형성하여 반응성 지질과산화 생성물을 해독한다 [45].글루타치온과 GSSG 비율은 세포의 증식, 분화, 또는 세포사멸에 의한 사망의 분자적 기전에 기여하는 OS의 중요한 지표이며, 글루타치온 수치가 감소하면 노화와 관련된 산화적 스트레스 및 [46] 신경 변성, 염증, 감염 등 많은 병리적 작용을 일으킨다.

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