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谷氧還蛋白
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谷氧還蛋白[1]（英語：Glutaredoxin，簡稱為GRX）是一類小型的氧化還原酶，為大約只有一百個胺基酸殘基的單鏈蛋白質，並以穀胱甘肽作為輔因子。谷氧還蛋白被底物氧化，而非酶促地被穀胱甘肽還原。與可被硫氧還蛋白還原酶還原的硫氧還蛋白相反，並不存在特異性還原谷氧還蛋白的氧化還原酶。取而代之的是，谷氧還蛋白通過去氧化穀胱甘肽來被還原。被氧化的穀胱甘肽接下來被穀胱甘肽還原酶重生出來。NADPH、穀胱甘肽、穀胱甘肽還原酶和谷氧還蛋白這些組件組合在一起的氧化還原網絡構成了穀胱甘肽系統[2]。
谷氧還蛋白的發現是由霍姆格倫（Holmgren）於1976年在研究缺失硫氧還蛋白基因的大腸桿菌氧化還原過程中發現的，早先被叫做「巰基轉移酶」。如同硫氧還蛋白，谷氧還蛋白以相似的方式工作，具有一個活性中心二硫鍵[3]。蛋白中兩個半胱氨酸殘基（位於Cys22一Pro—Tyr—Cys25）以分子內二硫鍵的形式相互連接，該二硫鍵或處於還原狀態或處於氧化狀態。谷氧還蛋白在由酶核糖核苷酸還原酶完成的穀胱甘肽依賴型脫氧核糖核苷酸合成過程中作為電子載體[2]。此外，谷氧還蛋白藉由還原脫氫抗壞血酸、過氧化物氧還酶與甲硫氨酸亞碸還原酶等來發揮其抗氧化保護作用。除了在抗氧化保護方面的功能外，細菌與植物的谷氧還蛋白表現出結合到鐵硫簇上，並在需要時將鐵硫簇傳遞到酶中[4]。
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病毒中的谷氧還蛋白
谷氧還蛋白已在多個物種中被測序完畢。基於同源片段，初步認定[5]牛痘病毒O2L蛋白可能是谷氧還蛋白。噬菌體T4可能是與進化有關的。在T4型硫氧還蛋白的五號位上，纈氨酸取代了脯氨酸。
植物中的谷氧還蛋白
在模式植物擬南芥中發現了三十種穀氧還蛋白同工型。根據他們的氧化還原活性中心，他們被劃歸到三個子類中：CSY[C/S]-、CGSF-與CC-型。CC-型谷氧還蛋白只存在於維管植物中。在擬南芥中，谷氧還蛋白涉及到花的發育和水楊酸信號通路[4]。
人體中的谷氧還蛋白
人體中，谷氧還蛋白有著重要的生理作用。除了構成抗氧化系統外，近些年的一些研究表明：對谷氧還蛋白的可逆氧化修飾在信號傳導方面可能是繼磷酸化、糖基化和凡俗化修飾之外的另一種修飾方法。這種方法的修飾發生在谷氧還蛋白二硫鍵上，提示了細胞穩態的調控信息。現已確認了細菌谷氧還蛋白在轉錄因子OxyR活性上的控制，表明OxyR對環境（氧化態/還原態）的響應是通過谷氧還開關實現的[6]。在抗細胞凋亡方面也有重要作用：谷氧還蛋白可以與細胞凋亡信號調控激酶1（ASK1）結合在一起從而抑制其活性，當細胞的氧化狀態由還原型變為氧化型時，谷氧還蛋白會從ASK1上釋放下來並啟動細胞凋亡[7]。
在與人體疾病之間關係的方面，現證明谷氧還蛋白與氧化應激損傷有著密切聯繫，未來在抗動脈粥樣硬化、白內障、神經退行性疾病、腦缺血再灌注損傷、糖尿病、腫瘤等疾病方面可能會扮演著重要的角色[7]。
亞族
- 谷氧還蛋白子類IPR014025
人類谷氧還蛋白包含此域
GLRX; GLRX2; GLRX3; GLRX5; PTGES2
參考文獻
外部連結
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