谷胱甘肽胞质降解酶ChaC1的生物学特征与功能

摘要

谷胱甘肽是一种神奇的小分子活性肽,在生物体内发挥着重要的抗氧化与解毒排毒功能。目前,对谷胱甘肽代谢的了解主要集中在合成代谢,对于其分解代谢的了解知之甚少。谷胱甘肽的分解代谢长期以来被认为不会发生在细胞质内。随着谷胱甘肽特异性γ-谷氨酰环转移酶ChaC1的发现和研究,谷胱甘肽在细胞质中分解代谢逐步揭开神秘面纱。ChaC1是γ-谷氨酰环转移酶家族的一员,可特异性将还原型谷胱甘肽(GSH)分解成半胱氨酰甘氨酸和5-氧脯氨酸,而不作用于氧化型谷胱甘肽(GSSG)。人源和鼠源ChaC1的氨基酸序列高度相似。人源ChaC1的第115位谷氨酸或鼠源ChaC1第116位谷氨酸突变会导致ChaC1丧失降解谷胱甘肽的活性。ChaC 1基因的敲除会导致小鼠和斑马鱼死亡,提示ChaC1在个体发育中发挥着极其重要的生理作用。另一方面,在不同的肿瘤类型中均发现ChaC 1基因高表达,并且与预后差成正相关。这提示ChaC1同样有着重要的病理生理作用。本文从结构特征、催化活性及表达调控等几个方面对近年来ChaC1的研究进展进行综述,同时概述了ChaC1在个体发育及疾病发生中的作用,为解析相关疾病的发病机制及寻找治疗策略提供了新思路。