Glutathion: der Weg im Körper

Diese Seite zeigt den biochemischen Weg hinter dem Laborwert Glutathion (GSH): welche Stationen aufeinander folgen, welche Enzyme den Schritt machen und welche Cofaktoren sie dafür brauchen. Jede Aussage hat eine Quelle. Die Seite beschreibt allgemeines Lehrbuchwissen und sagt nichts über einen einzelnen Menschen.

Kurz erklärt

Glutathion ist ein kleines Molekül aus den drei Aminosäuren Glutamat, Cystein und Glycin. Über die Schwefelgruppe des Cysteins gibt es Wasserstoff an Peroxide ab; Enzyme hängen es außerdem an körperfremde Stoffe, die dann ausgeschieden werden.

13 Stationen · 6 Quellen

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Der Weg Schritt für Schritt

Homocystein → Cystathionin CBS · Vitamin B6 (PLP), Serin Die Cystathionin-β-Synthase (CBS) verknüpft Homocystein mit Serin. Das Enzym arbeitet mit Pyridoxalphosphat, der aktiven Form von Vitamin B6, und trägt zusätzlich ein Häm. Quelle 2
Cystathionin → Cystein CSE · Vitamin B6 (PLP) Die Cystathionin-γ-Lyase (CSE) spaltet Cystathionin; dabei entsteht Cystein. Cystein stammt außerdem aus der Nahrung und ist der Baustein, der bei der Glutathion-Bildung am knappsten ist. Quelle 2, 1
Cystein → γ-Glutamylcystein GCL · Glutamat, ATP Die Glutamat-Cystein-Ligase (GCL) verknüpft Glutamat und Cystein über eine ungewöhnliche Bindung. Dieser Schritt bestimmt das Tempo des ganzen Weges und verbraucht ATP. Quelle 1
γ-Glutamylcystein → Glutathion (GSH) Glutathion-Synthase · Glycin, ATP Die Glutathion-Synthase hängt Glycin an. Fertig ist Glutathion – ein kleines Molekül aus Glutamat, Cystein und Glycin, das in jeder Zelle vorkommt. Quelle 1
Wasserstoffperoxid → Wasser GPx · Selen Glutathion-Peroxidasen übertragen Wasserstoff von zwei GSH-Molekülen auf Wasserstoffperoxid; daraus wird Wasser. Diese Enzyme tragen Selen im aktiven Zentrum. Quelle 3
GSH → GSSG Bei dieser Reaktion verbinden sich zwei GSH-Moleküle über ihre Schwefelatome zu GSSG, dem Glutathion-Disulfid. Quelle 3, 4
GSSG → GSH zurückgewonnen Glutathion-Reduktase · NADPH, FAD (Vitamin B2) Die Glutathion-Reduktase spaltet GSSG wieder in zwei GSH. Sie überträgt dazu Wasserstoff von NADPH und trägt FAD, das sich von Vitamin B2 ableitet. Quelle 4
Fremdstoff → GSH-Konjugat GST · GSH Glutathion-S-Transferasen (GST) verknüpfen Glutathion mit dem Fremdstoff. Das Produkt ist wasserlöslicher als der Ausgangsstoff und wird aus der Zelle geschleust. Quelle 5
GSH-Konjugat → Mercaptursäure Peptidasen, NAT · Acetyl-CoA Peptidasen kürzen das Konjugat bis auf den Cystein-Rest; eine Acetylgruppe kommt hinzu. Als Mercaptursäure verlässt der Stoff den Körper über den Urin. Quelle 5, 4

Cofaktoren dieses Weges

Cystein — Baustein des Glutathions und der Stoff, der am ehesten knapp wird Quelle 1, 2
Glutamat — Baustein des Glutathions; die GCL verknüpft ihn mit Cystein Quelle 1Im ORY-Katalog als Laborwert: Glutamat
Glycin — Baustein des Glutathions; die Glutathion-Synthase hängt ihn als letzten an Quelle 1Im ORY-Katalog als Laborwert: Glycin
Vitamin B6 — Cofaktor (PLP) von CBS und CSE auf dem Weg von Homocystein zu Cystein Quelle 2Im ORY-Katalog als Laborwert: Vitamin B6
Selen — Als Selenocystein im aktiven Zentrum der Glutathion-Peroxidasen Quelle 3Im ORY-Katalog als Laborwert: Selen
NADPH — Wasserstoff-Lieferant der Glutathion-Reduktase, die GSSG zu zwei GSH zurückführt Quelle 4
Vitamin B2 (FAD) — Flavin-Cofaktor der Glutathion-Reduktase Quelle 4
Serin — Partner des Homocysteins in der CBS-Reaktion, die zu Cystathionin führt Quelle 2Im ORY-Katalog als Laborwert: Serin

Was auf diesen Weg einwirkt

Paracetamol — Beim Abbau von Paracetamol entsteht in der Leber das reaktive Zwischenprodukt NAPQI. Es wird über Glutathion-S-Transferasen an Glutathion gebunden und ausgeschieden; dabei wird Glutathion verbraucht. Quelle 6

Quellen

Lu SC. Glutathione synthesis. Biochim Biophys Acta 2013 · PubMed 22995213
Sbodio JI, Snyder SH, Paul BD. Regulators of the transsulfuration pathway. Br J Pharmacol 2019 · PubMed 30007014
Brigelius-Flohé R, Maiorino M. Glutathione peroxidases. Biochim Biophys Acta 2013 · PubMed 23201771
Deponte M. Glutathione catalysis and the reaction mechanisms of glutathione-dependent enzymes. Biochim Biophys Acta 2013 · PubMed 23036594
Hayes JD, Flanagan JU, Jowsey IR. Glutathione transferases. Annu Rev Pharmacol Toxicol 2005 · PubMed 15822171
Rushworth GF, Megson IL. Existing and potential therapeutic uses for N-acetylcysteine: the need for conversion to intracellular glutathione for antioxidant benefits. Pharmacol Ther 2014 · PubMed 24080471