摘要谷胱甘肽是一种抗氧化剂,具有提高生物抗氧化功能、促进生长、提高生物应对不利环境影响的能力。综述了谷胱甘肽的生物学功能及其在动物、植物领域中的应用,为谷胱甘肽的进一步推广和应用提供了参考。
关键词谷胱甘肽;抗氧化剂;生物学功能;动物;植物
中图分类号S-3文献标识码
A文章编号0517-6611(2018)08-0042-04
Application of Glutathione in Animal and Plant Fields
SUN Guoxiang,ZHANG Xu,ZHANG Chengguo et al(Shandong Jincheng Biopharmaceutical Co.,Ltd.,Zibo,Shandong 255130)
AbstractGlutathione is an antioxidant,which has the ability of improving biological antioxidant function,promoting growth and improving biological response to adverse environmental effects.This paper reviewed the biological function of glutathione and its application in animal and plant fields,and provided references for the further popularization and application of glutathione.
Key wordsGlutathione;Antioxidant;Biological function;Animal;Plant
作者简介孙国祥(1984—),男,山东临沂人,工程师,博士,从事动植物营养学研究。
收稿日期2017-11-24
谷胱甘肽(glutathione)是一种天然三肽,由γ-谷氨酰、半胱氨酰和甘氨酸组成,广泛分布在哺乳动物、植物和微生物细胞内[1]。谷胱甘肽分为还原型谷胱甘肽(reduced glutathione,GSH)和氧化型谷胱甘肽(oxidized glutathione,GSSG),在生产生活中广泛使用的是GSH[2]。
GSH分子式为C10H17O6SN3[3],多个具有特殊功能的化学基团是其产生抗氧化、促生长、提高机体抗应激能力的基础和前提。GSH在动植物生长中广泛应用,笔者综述了GSH的生物学功能及其在动物、植物领域中的应用,为GSH的进一步推广和应用提供借鉴。
1GSH生物学功能
1.1GSH的抗氧化功能
GSH作为一种抗氧化剂,抗氧化功能是主要作用之一,可帮助机体清除自由基和过氧化物,维持生物体相对稳定的状态。GSH分子结构中,半胱氨酸侧链基团上活泼巯基[4]可保护细胞内蛋白巯基不被氧化,与自由基结合,加速自由基的清除,减少自由基对机体的氧化损伤,是GSH抗氧化功能的结构基础。同时GSH在细胞内是GSH过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)和GSH转移酶(glutathione transferase,GST)的特有底物,GSH 在2种酶的作用下从H2O2处接受电子,自身被氧化为GSSG,同时将H2O2还原成H2O,从而减少了自由基的产生,发挥其抗氧化作用,维持细胞正常的生理功能[5]。
因此,GSH可通过巯基直接结合并清除自由基,也可通过提高GSH-Px和GST 2种抗氧化酶活力间接达到清除自由基从而提高机体抗氧化功能的目的。
1.2GSH的促进生长功能
GSH是一种天然三肽,参与细胞内的γ-谷氨酰循环,在氨基酸等营养物质的转运中起着十分重要的作用[6]。氨基酸等营养物质被小肠吸收后,通过血液循环进入细胞的过程中,γ-谷氨酰循环对整个转运的过程至关重要。GSH 在酶的作用下与氨基酸等营养物质反应,生成γ-谷氨酰基酸及半胱氨酰甘氨酸,在细胞液内γ-谷氨酰基酸在γ-谷氨酰环化转移酶和5-氧脯氨酸酶的催化作用下,分解为谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸等,最后由于ATP 的分解而将氨基酸吸收于细胞内,从而促进细胞对氨基酸等营养物质的转运、吸收和利用,促进细胞内蛋白质的合成,提高其生长性能。同时GSH的促生长作用是一个多种因素综合作用的结果,GSH可通过提高机体抗氧化能力及抗应激能力的方式,提高机体的整体健康水平,使机体处于相对稳定的状态下,促进生物的生长。
因此,GSH可通过直接参与细胞内的氨基酸转运方式,提高机体对氨基酸的吸收利用,促进蛋白质的合成,提高其生长性能,也可通过提高机体的整体抗氧化能力和健康状态,促进其生长潜力的发挥,实现间接促生长的作用。
1.3GSH的解毒功能
GSH具有减弱有毒物质毒性、清除体内有毒物质的作用。与GSH抗氧化作用的方式相似,GSH 可直接与重金属离子、致癌物、黄曲霉素等有毒物质结合,在酶的作用下将之排出体外,阻止其与巯基酶的-SH结合对机体产生毒性[7]。同时GSH 具有广谱解毒作用,GSH作为底物,通过提高GSH-Px和GST 2种酶的活力,在二者的催化下与机体有毒物质结合并排出体外,实现了解毒的作用。
因此,GSH也可通过2种方式降低有毒物质对机体的损害,实现解毒的功能。一是可通过直接与有毒物质结合,使之排出体外;二是可通过提高GSH-Px 和GST 2种酶的活力,间接实现对有毒物质的清除,最终减弱或清除有毒物質对机体的影响。
2GSH在动物生产中的应用
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