谷胱甘肽结构中谷氨酸的羧基

提得很好。如果提问者是个刚刚学习生物医学知识的学生,那一定是个认真、重细节、爱思考的好学生。所以即使问题受众很小,【学院派民科】也要花点时间答一答,毕竟有深度的问题并不太多。

首先,我们看一下谷氨酸的结构式

谷胱甘肽结构中谷氨酸的羧基图1

如题主所见,它拥有两个羧基-COOH,左边一个在所谓的侧链R基上,右边为普通氨基酸共性的羧基。

从化学角度上说,这两羧基都具有与胺基-NH2发生酯化反应并脱水的能力,形成肽键-(O=C)-(N-H)-,产物称为酰胺类物质。但是两个反应都要跨越能量壁磊吸能才可完成,在生物体内需要由酶催化,否则需要高温才行。

在正常蛋白质翻译过程中,肽在核糖体催化合成,使用mRNA为模版,在tRNA、核酶和其他因子协助下经历起始、延长、终止三步形成。这样产生的肽叫作核糖体肽。这里发生酯化反应的羧基一定是上图中右侧的羧基,形成肽键的关键一步由核酶催化,而且每个肽键都用这同一个酶。

谷胱甘肽结构中谷氨酸的羧基图2

然而比较小的肽类物质还可以通过其他途径生成,这种肽类叫作非核糖体肽,不依赖于mRNA作模版,谷胱甘肽就是其一。非核糖体肽合成的催化酶都是特异的,也就是每个肽键的形成都要不同的酶。因此,这样的肽不会太长,否则需要提供的催化酶过多,生产这些酶本身耗能过高,对生命体来说得不偿失。

具体到谷胱甘肽(GSH)来说,它是个三肽,由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸生成。(说到这里,【学院派民科】忍不住再次赞美一下glutathione一词译得精妙,详见

谷胱甘肽结构中谷氨酸的羧基图3


一文介绍。跑题完毕。)

谷胱甘肽在核糖体之外生成,生成需要两步。第一步谷氨酸(Glu)与半胱氨酸(Cys)在谷氨酸-半胱氨酸链接酶(GCL)作用下生成γ-谷氨酰半胱氨酸(γ-GC)。

谷胱甘肽结构中谷氨酸的羧基图4

这一步是速控步,耗能由ATP提供,反应式为

Glu + Cys + ATP → γ-GC + ADP + Pi

如题主观察到的,这一肽键非常独特,由Glu的R基上的羧基-COOH与Cys的胺基-NH2酯化形成。这是由于特异的催化酶GCL的作用而决定的。GCL全酶由两个亚基构成,即催化亚基GCLC和修饰亚基GCLM。GCLC有催化活性,而GCLM没有,但它可以增强GCLC的活性。

生成γ-GC之后,谷胱甘肽合成的第二步由谷胱甘肽合成酶催化,把甘氨酸(Gly)加到γ-GC的Cys之上。这一步没什么特殊的,也不是速控步。不必详述。

总结

谷胱甘肽生成的第一步由谷氨酸-半胱氨酸链接酶在核糖体以外催化,而不由核酶在核糖体上催化,因此生成的肽键不同于常规蛋白质中的肽键。




学院派民科,体制外秀才。

有学士雅正,无德者勿扰。

本文来自投稿,作者:时遇,不代表食养源立场,如若转载,请注明出处:https://www.xiayuan17.com.cn/ysys/41818.html

(0)
上一篇 2023-02-15 09:45
下一篇 2023-02-15 09:47

相关推荐

发表回复

登录后才能评论