Avances en la investigación de la glutatión transferasa de mamíferos

 1 Descubrimiento de la glutatión transferasa

La investigación sobre la glutatión transferasa se remonta a 1961, cuando Booth et al[1] encontraron una enzima que catalizaba la reacción entre GSH y 2-cloro-4-nitrobenceno en extractos de células de hígado de ratón; en 1978, Lawrence et al[2] identificaron la existencia de una glutatión peroxidasa libre de selenio en tejidos de hígado de ratón, a la que denominaron glutatión transferasa, y supuso el primer descubrimiento del gen de la glutatión transferasa de mamíferos, abriendo el camino a la biología molecular de la glutatión transferasa. En 1978, Lawrence et al[2] identificaron una glutatión peroxidasa libre de selenio en tejidos hepáticos de ratón y la denominaron glutatión transferasa, lo que marcó el descubrimiento del primer gen de glutatión transferasa de mamífero e inició el primer estudio de biología molecular de la glutatión transferasa.

 

2 Clasificación y nomenclatura de las glutatión transferasas

Las glutatión transferasas de mamíferos se clasifican actualmente en tres grupos: citosólica soluble, mitocondrial y microsomal. La glutatión transferasa citoplasmática soluble es un homo- o heterodímero formado por dos subunidades, cada una con un peso molecular de aproximadamente 23 kDa 30 kDa y compuesta por 199 a 244 aminoácidos. Diferentes combinaciones de subunidades forman múltiples isoenzimas, lo que aumenta enormemente la diversidad de glutatión transferasa en mamíferos, según los estudios existentes, los mamíferos tienen 15 ~ 20 glutatión transferasa citoplasmática soluble[3] . Aunque no existe una norma uniforme para la clasificación de las glutatión transferasas, las glutatión transferasas citoplasmáticas solubles de mamíferos se han clasificado en siete categorías, incluyendo alfa(α), mu(μ), pi(π), theta(θ), sigma(σ), omega(ω) y zeta(ζ), basándose en la localización cromosómica, la estructura de la subunidad, la similitud de la secuencia de aminoácidos y las propiedades enzimáticas. La similitud de secuencias de una misma clase es superior al 40%, mientras que la similitud de secuencias entre clases es inferior al 25%.

 

Cada subunidad de la glutatión transferasa citoplasmática soluble está codificada por un gen independiente. Por ejemplo, α, μ, π, θ, σ, ω y ζ están codificadas por la glutatión transferasa A, la glutatión transferasa M, la glutatión transferasa P, la glutatión transferasa T, la glutatión transferasa S y la glutatión transferasa Z, cada una de las cuales consta de 7, 8, 7, 5, 5, 5, 5 y 8 exones, respectivamente.  Con el desarrollo de la tecnología de secuenciación del genoma y las herramientas bioinformáticas, se han construido cada vez más anotaciones de genes y mapas cromosómicos, que revelan la distribución genómica de los genes de la glutatión transferasa en los organismos.

 

En humanos, por ejemplo, la isoforma humana α-glutatión transferasa está codificada por cinco genes funcionales (glutatión transferasa A1-5) y siete pseudogenes (glutatión transferasa AP1-7) agrupados en el cromosoma 6.  The μ-glutathione transferase contains five members encoded by the glutathione transferase M1-5 gene and is located on chromosome 1, suggesting that the glutathione transferase genes evolved by gene duplication to form different glutathione transferase s. The π-, θ-, σ-, ω-, and ζ-glutathione transferase enzymes are located on chromosomes 11, 22, 4, 10, and 14 and are encoded by the 1 (glutathione transferase P1), 3 (glutathione transferase AP1), 3 (glutathione transferase AP1-7), 3 (glutathione transferase AP1-7), and 7 pseudogenes (glutathione transferase AP1-7) coding for the μ-glutathione transferase. Está codificada por 1 (glutatión transferasa P1), 3 (glutatión transferasa T1, glutatión transferasa T2, glutatión transferasa T2B), 1 (glutatión transferasa S1), 2 (glutatión transferasa O1-2), y 1 (glutatión transferasa Z1) motivos [4]. Con el descubrimiento de cada vez más isozimas de glutatión transferasa, para evitar confusiones, se ha adoptado un sistema de denominación unificado para las glutatión transferasa s de mamíferos[5] , que incluye el prefijo del nombre de la especie, el tipo de glutatión transferasa y el tipo de subunidad, etc., por ejemplo: Hsa glutatión transferasa M1 indica que el gen codifica la subunidad 1 de la μ-glutatión transferasa humana.

 

La glutatión transferasa mitocondrial sólo contiene isozimas de tipo Kappa y es una proteína dimérica formada por 226 aminoácidos codificada por el gen de la glutatión transferasa K1 con ocho exones localizado en el cromosoma 7 humano y una sola copia en mamíferos[6] .

 

La glutatión transferasa microsomal es una subfamilia especial de la familia de superproteínas de la glutatión transferasa, con una similitud de secuencia baja (<10%) con la glutatión transferasa soluble, de unos 150 aminoácidos, que contiene cuatro clases de miembros: I, II, III y IV, de las cuales las isozimas de clase I, II y IV se encuentran en mamíferos y están estrechamente relacionadas con la formación de araquidonoides, por lo que también se conocen como proteínas asociadas a la membrana en el metabolismo de los eicosanoides y el glutatión (MAPEG). Las proteínas asociadas a la membrana en el metabolismo de eicosanoides y glutatión (MAPEG). Existen seis genes MAPEG en humanos, y basándose en la similitud de secuencia, la M glutatión transferasa 2, la leucotrieno C4 sintasa (LTC4S) y la proteína activadora de la 5-lipoxigenasa (FLAP) se clasifican como clase I; la M glutatión transferasa 1 y la prostaglandina E2 se clasifican como clase II; y MAPEG se clasifica como clase III, y MAPEG como clase IV. La M glutatión transferasa 1 y la prostaglandina E2 sintasa 1 (PGES1) se incluyen en la clase IV; la clase II contiene sólo la M glutatión transferasa 3. La composición de subunidades de la M glutatión transferasa microsomal está relativamente diversificada, como por ejemplo: la M glutatión transferasa 1, la LTC4S y la PGES1 principalmente en forma de homotrímeros[7-9] , mientras que la FLAP puede formar monómeros, monómeros y homodímeros[7-9] , mientras que la FLAP puede formar monómeros, monómeros y monómeros. M glutatión transferasa 1, LTC4S y PGES1 existen principalmente como homotrímeros[7-9] , mientras que FLAP puede formar monómeros, dímeros y trímeros[10] .

 

3 Glutatión transferasa Caracterización estructural y reacciones enzimáticas

Aunque existe una gran variabilidad de secuencias entre los distintos tipos de glutatión transferasa, las estructuras secundarias y superiores son muy similares. En cambio, la glutatión transferasa mitocondrial añade un dominio helicoidal al motivo βα β para unir sustratos electrófilos, lo que sugiere una evolución paralela de las estructuras cristalinas de la glutatión transferasa soluble citoplasmática y mitocondrial[11] . Se cree que todo el dominio N-terminal de la glutatión transferasa soluble ha evolucionado a partir de las estructuras plegadas de la superfamilia de proteínas tiorredoxina, como la tiorredoxina y la glutaredoxina.

 

Cada subunidad de la glutatión transferasa tiene su propio sitio catalítico de la glutatión transferasa: el dominio estructural I proporciona principalmente el sitio de unión del GSH, denominado sitio G, que está muy conservado en los mamíferos, por ejemplo, la tirosina (Tyr) en la posición 7 y la serina (Ser) en la posición 17 en la alfa/mu/pi-glutatión transferasa; el dominio estructural II es responsable de la unión de sustratos hidrófobos, es decir, el sitio H, que es estructuralmente más variable[12-13] . El dominio II es responsable de unir el sustrato hidrofóbico, es decir, el sitio H, y tiene un alto grado de variabilidad estructural[12-13] . En la reacción catalítica, la unión de la glutatión transferasa al GSH sigue el "mecanismo de ajuste inducido" de enzima y sustrato, es decir, la unión del sustrato a la enzima induce un cambio correspondiente en la conformación de la proteína enzimática, lo que da lugar a la formación de un complejo enzima-sustrato por la unión de la enzima al sustrato y provoca la reacción del sustrato; una vez completada la reacción y desprendido el producto de la enzima, ésta no es capaz de reaccionar con el sustrato. Cuando se completa la reacción y el producto se desprende de la enzima, el centro activo de la enzima vuelve a su conformación original. El sitio G conservado promueve la ionización del grupo hidroxilo de la tirosina/serina mediante enlaces de hidrógeno con el grupo tiol del GSH, lo que da lugar a la producción de aniones tiolato, mientras que el sitio H variable, al unirse a un sustrato hidrófobo (compuestos electrófilos), participa en una serie de reacciones impulsadas por aniones tiolato[14] . La glutatión transferasa mitocondrial y la glutatión transferasa soluble tienen funciones catalíticas similares.

 

Los estudios han demostrado que la glutatión transferasa microsomal tiene 3~4 dominios transmembrana, los extremos amino y carboxilo de la proteína sobresalen en el lado lumenal de la membrana, y el sitio de unión GSH-sustrato puede estar situado en el bucle citoplasmático orientado hacia el disolvente[15- 17] . Los resultados anteriores son sólo la predicción estructural de la glutatión transferasa microsómica, y la estructura cristalina detallada de la proteína glutatión transferasa microsómica todavía necesita ser investigada más a fondo.

 

4 Expresión e importancia funcional de las glutatión transferasas

Con el desarrollo de las ciencias de la vida y la expansión de los campos de investigación, se han ido descubriendo gradualmente cada vez más genes nuevos, y la determinación de la función y la información genética de los nuevos genes se ha convertido en un contenido extremadamente importante, por lo que la investigación de la función de la glutatión transferasa de mamíferos también se ha convertido en un punto candente de interés para los científicos. La glutatión transferasa, como componente importante del sistema de desintoxicación del organismo, es responsable de catalizar la unión del GSH a diversos compuestos exógenos electrófilos (por ejemplo, fármacos, productos industriales intermedios, pesticidas, herbicidas, contaminantes ambientales, carcinógenos, etc.) y de transferir el glutatión al organismo bajo la acción de las proteínas asociadas a la resistencia a múltiples fármacos (MRP). Bajo la acción de las proteínas asociadas a la resistencia a múltiples fármacos (MRP), los conjugados de glutatión se excretan del organismo, impidiendo así la unión covalente de los reactivos electrófilos a las biomoléculas celulares durante el proceso de biotransformación y desempeñando una función de desintoxicación[3] .

 

Aunque los miembros de la familia de las glutatión transferasas proceden del mismo ancestro, con la acumulación de duplicación, recombinación y mutación de genes, las distintas clases de glutatión transferasas presentan especificidad de sustrato y diversidad funcional en su actividad catalítica. Por ejemplo, los miembros alfa de la glutatión transferasa A1-4, que se expresan en el hígado y el riñón humanos, tienen secuencias y estructuras proteicas muy homólogas, pero poseen propiedades de unión a sustratos muy diferentes. La glutatión transferasa A1, la glutatión transferasa A2 y la glutatión transferasa A3 tienden a unirse al 2,4-dinitroclorobenceno (CDNB), y sus actividades catalíticas son significativamente superiores a la de los alil aldehídos. Por el contrario, la glutatión transferasa A4 prefiere los alil aldehídos, y su actividad catalítica para los alil aldehídos es casi 200 veces superior a la de la glutatión transferasa A1[18] . Se ha demostrado que la glutatión transferasa A1 y la glutatión transferasa A4 tienen bolsas específicas de unión a sustratos localizadas en el bucle α1-β1 y en la región helicoidal C-terminal α4, y el ensamblaje y la posición de los aminoácidos en esta región determinan la forma y las características de las bolsas de unión a sustratos y, por tanto, la especificidad de su reconocimiento de sustratos[18] . Además, Björnestedt et al. informaron de que los sitios Arg15 y Tyr9 de la glutatión transferasa A1 son importantes en la unión y activación del GSH para mantener la actividad enzimática[19]. Estudios posteriores también han revelado una serie de sitios clave que afectan a la actividad catalítica de la glutatión transferasa A4 hacia alil aldehídos, incluyendo Gly12 en el bucle α1-β1, Ile107 (Leu), Met108 (Leu) y Phe111 (Val) en la región de la hélice α4, y Pro208 (Met), Tyr212 (Ser), Val213 (Leu) y Phe111 (Val) en la región C-terminal [19]. (Leu), Val 216 (Ala) y Pro222 (Phe) en el C-terminal[18-19] , lo que ha contribuido a la comprensión de sus mecanismos catalíticos.

 

Además, la glutatión transferasa tiene funciones no catalíticas, por ejemplo, la glutatión transferasa O1 regula el receptor de lanilato, una proteína de ionización del calcio del retículo endoplásmico, y previene la apoptosis inhibiendo su actividad[20] . La pi-glutatión transferasa se expresa principalmente en placenta, eritrocitos, mama, pulmón y próstata. La pi-glutatión transferasa es un inhibidor de la C-Jun amino-terminal quinasa 1 (JNK1), que regula la apoptosis, el estrés y la proliferación celular mediante la inhibición de la actividad de JNK, una subclase de la vía de señalización MAP quinasa. La glutatión transferasa M1, miembro de la mu-glutatión transferasa, es un inhibidor endógeno de la quinasa 1 reguladora de la señal de apoptosis (ASK1), que regula la apoptosis inducida por el estrés o las citoquinas inhibiendo la actividad de ASK1 e impidiendo su oligomerización[21] .

 

Aunque la mayoría de las isozimas solubles de la glutatión transferasa citoplasmática se encuentran en el citoplasma, algunas también se localizan en las mitocondrias, la membrana celular o el núcleo. Por ejemplo, se ha descrito la glutatión transferasa mitocondrial A4 en humanos y ratones. Se ha demostrado que la glutatión transferasa A4 mitocondrial está altamente fosforilada, traducida y localizada en las mitocondrias con la ayuda del socio molecular Hsp70; estudios posteriores han demostrado que esta señal de localización mitocondrial se encuentra en la región C-terminal de la posición de 20 aminoácidos y requiere la activación del sitio de fosforilación carbono-terminal de la proteína quinasa A (Ser-189) o de la proteína quinasa C (Thr-193) [22-23]. ] . Del mismo modo, en los microsomas hepáticos humanos se encontró una isoenzima altamente homóloga a la glutatión transferasa A1 humana, denominada M-glutatión transferasa A, que está estrechamente relacionada con el daño antioxidante de las membranas celulares[24] . También se ha descrito la expresión de glutatión O1[25] y glutatión T2[26] de ratón en el núcleo.

 

A diferencia de la expresión específica de tejido de la glutatión transferasa soluble, las isoenzimas similares a Kappa se expresan ampliamente en diversos tejidos, como el hígado, el riñón, el estómago y el corazón, y se ha demostrado que están asociadas a las mitocondrias hepáticas y renales[27] , lo que sugiere que la glutatión transferasa mitocondrial es la base del metabolismo celular[28] . La glutatión transferasa K1 no sólo se encuentra en las mitocondrias, sino también en los peroxisomas, lo que sugiere que la glutatión transferasa K1 puede estar implicada en la activación/transferencia β-oxidativa de ácidos grasos, así como en la detoxificación de peróxidos lipídicos, en vista de la importancia de ambos orgánulos en el metabolismo de los lípidos[6] . Además, Morel et al. descubrieron que la secuencia C-terminal Ala-Arg-Leu de la glutatión transferasa K1 es una señal para la orientación a peroxisomas, lo que sugiere que el extremo C-terminal tiene un papel importante en la orientación a peroxisomas[6] . Aunque se ha sugerido que la glutatión transferasa K1 puede entrar en las mitocondrias con la ayuda de una chaperona molecular, la proteína de choque térmico (Hsp60)[11] , o a través del sitio de corte en el extremo N-terminal del péptido conductor mitocondrial[6] , el proceso específico de localización de la glutatión transferasa K1 en las mitocondrias debe investigarse más a fondo.

 

La glutatión transferasa mitocondrial es una familia compleja de enzimas con funciones diversas, que incluyen no sólo funciones de transferasa dependientes de GSH, sino también una serie de síntesis y transporte de compuestos hidrofóbicos. Por ejemplo, la M glutatión transferasa 1 es la principal responsable de las reacciones catalíticas de la transferasa e isoenzima relacionadas con el GSH, y su función es similar a la de la glutatión transferasa soluble. Se descubrió que la M glutatión transferasa 1 no sólo desempeña un papel importante en la catalización del acoplamiento de GSH con arenos halogenados e hidrocarburos polihalogenados insaturados[29] , sino que también participa en el metabolismo de los hidroperóxidos lipídicos. También participa en el metabolismo de los hidroperóxidos lipídicos (por ejemplo, peróxidos de ácidos grasos, peróxidos de fosfolípidos, etc.) [30-31], lo que sugiere que la M glutatión transferasa 1 es una enzima de detoxificación indispensable en los organismos, especialmente para la detoxificación de compuestos tóxicos exógenos y productos del estrés oxidativo. Además, la leucotrieno C4 sintasa (LTC4S), la proteína activadora de la 5-lipoxigenasa (FLAP) y la prostaglandina E2 sintasa (PGES1) están implicadas en los eicosanoides, los eicosanoides y otras sustancias químicas. Intervienen en la síntesis de eicosanoides, leucotrienos y prostaglandinas, respectivamente, y desempeñan un papel en la vía araquidonoide, mientras que los genes M glutatión transferasa 2 y M glutatión transferasa 3 son responsables de la disminución del ácido (S)-5-peroxo-8,11,14-6-trans-didecatetraenoico[32] .

 

5 Polimorfismos de la glutatión transferasa y enfermedad

En los últimos años, una amplia investigación sobre los polimorfismos de los genes de la glutatión transferasa y las enfermedades ha contribuido a la comprensión de sus importantes funciones en el metabolismo de los carcinógenos, la antimutagenicidad, la regulación antitumoral y de la apoptosis, y es importante para el desarrollo de nuevas defensas contra las enfermedades y la mejora de los niveles terapéuticos generales. Ya en 1988, Seidegård et al. identificaron tres alelos de la glutatión transferasa M1, a saber, glutatión transferasa M1 ∗0, glutatión transferasa M1 ∗A, glutatión transferasa M1 ∗B, en tejidos hepáticos humanos mediante clonación molecular convencional. La glutatión transferasa M1 se expresa principalmente en el hígado, mientras que los demás miembros del enzima se expresan fuera del hígado. Análisis posteriores revelaron que entre el 40% y el 60% de la población presentaba una deleción homocigota del alelo glutatión M1 ∗0[33] , lo que sitúa a esta población en una situación de mayor riesgo de desarrollar cánceres de pulmón y colon[34-35] .

 

Posteriormente, se identificaron dos alelos del glutatión M3: glutatión M3 ∗A y glutatión M3 ∗B[36] , y se notificaron dos SNP intrónicos en el glutatión M4[37] . La glutatión transferasa P está muy expresada principalmente en tejidos extrahepáticos y células tumorales[38] , con dos loci SNP (I105V y A114V) y cuatro alelos en la población: glutatión transferasa P ∗A (I105/A114), glutatión transferasa P ∗B (V105/A114), glutatión transferasa P ∗C (V105/V114) y glutatión transferasa M3 ∗B[39] . ) y glutatión transferasa P ∗D (I105/V114)[39-40] . La variante Val-105 aumenta la actividad catalítica hacia epóxidos aromáticos [41] y se asocia a un mayor riesgo de cáncer testicular y de vejiga [42]. Se han descrito dos alelos T de la glutatión transferasa en la población: glutatión transferasa T1 ∗ 0 y glutatión transferasa T1 ∗ 1[43] , con el primero completamente perdido en la población. Además, el 20% de los caucásicos presenta una pérdida de pureza alélica[44] , lo que les hace más susceptibles al cáncer de colon, al astrocitoma y a los síndromes mielodisplásicos[45-47] . La glutatión transferasa Z tiene tres alelos en la población y contiene dos sitios SNP: glutatión transferasa Z1 ∗ A (A94A124), glutatión transferasa Z1 ∗ B (A94 ~ G124), y glutatión transferasa Z1 ∗ C (G94 ~ G124), y las diferentes proteínas mutantes tienen diferentes propiedades de unión a sustratos[48]. M glutatión transferasa 1 tiene cuatro sitios polimórficos, dos de los cuales se encuentran en intrones, uno en la región no codificante 3′, y el otro en la región promotora; y las personas con el genotipo GG/GG (102G>A/16416G>A) tienen un mayor riesgo de desarrollar cáncer de colon[49] .

 

6 Ingeniería genética animal de la glutatión transferasa

Los estudios han demostrado que la glutatión transferasa A4 de ratón tiene una fuerte actividad catalítica hacia el 4-hidroxinoneno (4-HNE). El 4-HNE es un electrófilo fuerte, producto de la peroxidación lipídica en el receptor de Michaelis, y forma aductos covalentes con proteínas, ácidos nucleicos y fosfolípidos. Engle et al. informaron de que los ratones con una mutación pura en la glutatión transferasa A4 eran más susceptibles a las infecciones bacterianas y más susceptibles al paraquat, un herbicida, y que los ratones knockout mostraban una conjugación significativamente reducida de GSH con 4-hidroxinonenal (4-HNE) en tejidos del cerebro y el corazón, lo que sugiere que el knockout del gen de la enzima de transferencia de glutatión A4 reduce la función de desintoxicación de los ratones[50] . El knockout de la glutatión transferasa A4 redujo la función de detoxificación en ratones[50] . Sin embargo, la regulación al alza de los genes relacionados con el elemento de respuesta antioxidante (ARE) puede ser otro mecanismo compensatorio para el knockdown del glutatión A4[51] . Otros análisis bioinformáticos mostraron que el 5′ aguas arriba del gen del glutatión A4 tenía un ARE similar al del gen de la quinona oxidorreductasa 1 (NADPH) de ratón, y esta estructura promovía el metabolismo del 4-HNE y aumentaba el nivel de glutatión A4 en el organismo, lo que sugiere un papel importante del gen del glutatión A4 de ratón en la lucha contra la peroxidación lipídica[52-53] .

 

El gen de la glutatión transferasa M5 codifica principalmente una transferasa cerebral/testicular, pero no está claro qué efecto tiene su eliminación en el fenotipo de los ratones[54] .

 

La glutatión transferasa tiene dos genes codificantes en ratones, la glutatión transferasa P1 y la glutatión transferasa P2, que desempeñan un papel importante en la desintoxicación de carcinógenos, especialmente los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP). Los hígados de ratones mutados en glutatión P1 y glutatión P2 han perdido la actividad transferasa hacia el ácido diurético. En otro estudio, el número de papilomas inducidos por ácido dihidroximetilbutírico y ácido p-benzodicarboxílico en ratones glutatión P1/P2-/- fue casi tres veces superior al de los ratones normales, lo que sugiere que el glutatión P desempeña un papel importante en la resistencia a compuestos exógenos en la carcinogénesis[55] . Sorprendentemente, los ratones glutatión transferasa P1/P2-/- fueron más resistentes a la hepatotoxicidad inducida por el analgésico paracetamol, lo que puede estar relacionado con la regeneración más rápida de GSH en los hígados de los ratones con doble knockout [56]. Además, dado el papel de la π-glutatión transferasa en la promoción del ciclo redox del metabolito del paracetamol, la benzoquinona imina (NAPQI), se infiere que la ausencia de π-glutatión transferasa perjudica el ciclo redox de la NAPQI, lo que provoca una reducción de GSH[56] .

 

La sigma-glutatión transferasa codifica una prostaglandina D2 sintasa hematopoyética o dependiente de GSH (HPGDS) responsable de catalizar la síntesis de una prostaglandina D2 similar al araquidonato que desempeña un papel importante en la respuesta inmunitaria; los ratones knockout muestran una respuesta alérgica relativamente más débil que los ratones de tipo salvaje[57] .

 

El gen de la glutatión transferasa Z1 codifica la maleilacetoacetato isomerasa (MAAI), que interviene en la isomerización de la MAAI en la vía metabólica de la fenilalanina/tirosina y es el penúltimo paso catalítico en el metabolismo de la tirosina. Estudios bioquímicos han demostrado que los ratones glutatión transferasa Z1-/- tienen una respuesta enzimática reducida y un reconocimiento deficiente de los sustratos maleilacetona y ácido clorofluoroacético[58] . Estudios fisiopatológicos revelaron además que los ratones glutatión transferasa Z1-/- tienen una capacidad reducida para metabolizar tanto la succinilacetona como otros metabolitos derivados del maleoilacetato[59] . Curiosamente, aunque los ratones deficientes en la isoforma Z1 de la glutatión transferasa (ratones BALB/c alimentados con un 3% de ácido propilanílico) provocaron una serie de respuestas patológicas, como necrosis hepática, esteatosis y leucemia periférica, también indujeron un aumento de la expresión de la glutatión transferasa de clase alfa, mu y pi, así como de la quinona oxidorreductasa (NQO1), que puede ser el resultado de la acumulación de productos reductores de la tirosina. El aumento de la expresión de estas enzimas puede deberse a la acumulación de productos reductores de la tirosina. Cabe destacar que todos estos genes con expresión elevada poseen ARE (elemento de respuesta antioxidante) o EpRE (elemento de respuesta electrófilo), por lo que se supone que la zeta-glutatión transferasa también posee defensas antioxidantes y electrófilas. En general, la disfunción del metabolismo de la tirosina es la causa principal de la reducción de la desintoxicación hepática y de la capacidad antioxidante de los ratones Z1-/- glutatión transferasa[59] .

 

La glutatión transferasa mitocondrial también tiene múltiples funciones en los mamíferos, por ejemplo, la M glutatión transferasa 1, la M glutatión transferasa 2 y la M glutatión transferasa 3 tienen funciones de desintoxicación, y FLAP, LTC4S y PGES1 desempeñan cada una un papel en la síntesis de lipoxigenasa, leucotrieno C4 y prostaglandina E2; además, la M glutatión transferasa 2 y la M glutatión transferasa 3 también tienen una función en la síntesis de leucotrieno C4[60] . Además, la M glutatión transferasa 2 y la M glutatión transferasa 3 también tienen una función en la síntesis del leucotrieno C4[60] . En la actualidad, se sigue informando de estudios sobre la glutatión transferasa microsomal de clase I y IV en ratones modificados genéticamente, lo que sugiere un papel importante del gen MAPEG en las respuestas alérgicas e inflamatorias, pero aún no se ha informado de su función en el estrés oxidativo. En la peritonitis inducida por el glicano de levadura A, el leucotrieno C4 no se sintetizó en el líquido de lavado peritoneal de los ratones mutantes, pero aumentó significativamente en los ratones de tipo salvaje, lo que sugiere una pérdida de la síntesis de leucotrienos en los ratones FLAP knockout. Es importante destacar que los metabolitos de la vía 5-alifática oxigenasa, como el ácido 5-hidroxieicosatetraenoico (5-HETE) y el leucotrieno A4, no se detectaron en los ratones FLAP knockout [61].

 

Dado que la 5-lipoxigenasa convierte el ácido araquidónico en leucotrieno A4 y lo convierte posteriormente en 5-HETE o lo une al GSH para producir cisteinil leucotrienos, los hallazgos anteriores sugieren que la FLAP desempeña un papel crucial en todo el proceso de síntesis de leucotrienos[61] . La supresión del gen LTC4S reduce la capacidad de unión de LTA4 y GSH, lo que también afecta a la síntesis de leucotrienos[62] . Los macrófagos de los ratones knockout PTGES de clase IV se ven privados de la síntesis de prostaglandina E2 en comparación con los ratones de tipo salvaje; se ha demostrado que los ratones mutantes PTGES presentan algunas defensas contra la fibroproliferación, la inflamación, el daño de proteoglicanos, la infiltración celular y las enfermedades relacionadas con el daño de cartílago en inmunoensayos de artritis colagenosa inducida por colágeno de tipo II de pollo[63] . La respuesta febril neuronal de ratones knockout para PTGES mostró que, aunque los ratones tenían una capacidad febril perfecta, no mostraban respuesta febril tras la infección con lipopolisacárido bacteriano y no sintetizaban prostaglandina E2, lo que sugiere que PTGES es el interruptor central de la fiebre inducida por el sistema inmunitario y se espera que sea una diana para el tratamiento de la fiebre[64] .

 

7 Conclusiones

La glutatión transferasa es una superfamilia de proteasas codificadas por varios genes que tienen múltiples funciones en la biotransformación, la inmunidad y otros sistemas de defensa del organismo, como la desintoxicación y la antioxidación. Las glutatión transferasas se encuentran en una amplia gama de tejidos y células de diversos organismos y se han implicado en varios procesos patológicos, como el daño celular, la hipoxia, la toxicidad y el envejecimiento. Sin embargo, debido a la existencia de varias isoformas, la expresión específica de tejido y sustrato, y las interacciones con otras enzimas antioxidantes, la investigación sobre las glutatión transferasas ha sido lenta. Con el desarrollo y la aplicación continuos de la biología molecular y la bioinformática, la secuencia, la diversidad evolutiva, la estructura molecular y el mecanismo antioxidante de las glutatión transferasas de mamíferos pueden dilucidarse y aplicarse mejor.

 

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