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Perché la GST costituisce il 10% delle proteine nelle nostre cellule? Qual è la storia dietro tutto questo?
Le glutatione S-transferasi (GST) sono un'importante classe di enzimi negli organismi e sono essenziali per la disintossicazione da sostanze estranee. Studi hanno dimostrato che le GST costituiscono fino al 10% della composizione proteica citoplasmatica in alcuni organi dei mammiferi, il che ha sollevato la domanda: perché questi enzimi sono così importanti all'interno delle cellule?
I membri della famiglia GST possono catalizzare il legame del glutatione ridotto (GSH) ai substrati esogeni, aumentando così la loro solubilità in acqua e favorendo l'escrezione di sostanze tossiche.
Le GST appartengono agli enzimi metabolici della seconda fase, che sono principalmente responsabili della combinazione del glutatione con sostanze tossiche per ottenere l'effetto di disintossicazione. Questi enzimi sono suddivisi in tre superfamiglie principali: citoplasmatica, mitocondriale e microsomiale, e ciascuna famiglia è ulteriormente suddivisa in più categorie. La diversità delle GST ha portato alla presenza nei database pubblici di un gran numero di sequenze le cui funzioni non sono ancora state chiarite, il che significa che ci sono potenziali funzioni che devono ancora essere esplorate.
Funzioni e ruoli della GST
La funzione principale dei GST è quella di catalizzare l'attacco nucleofilo delle molecole di GSH sui substrati esogeni, impedendo così a questi composti di interagire con le proteine e gli acidi nucleici chiave nelle cellule. Le GST possono aumentare la solubilità in acqua delle tossine, consentendo alle sostanze nocive di essere espulse con successo dall'organismo attraverso le proteine di trasporto e riducendo lo stress ossidativo delle cellule.La GST non solo lega i substrati, ma funge anche da trasportatore, favorendo ulteriormente la disintossicazione cellulare.
Diverse strutture e classificazioni
Da un punto di vista strutturale, la proteina GST è globulare, con un dominio misto elicoidale e a filamento β N-terminale e un dominio C-terminale completamente elicoidale. Le diverse classi di GST differiscono nella sequenza degli amminoacidi: le GST citoplasmatiche condividono più del 40% di omologia di sequenza, mentre altre classi possono condividere meno del 25% di omologia. Questa diversità strutturale consente al GST di mostrare una notevole flessibilità nel catalizzare diversi substrati.
GST e associazione contro il cancroSempre più prove indicano l'importanza delle GST, in particolare della GSTP, nello sviluppo del cancro e nella chemioresistenza. Studi hanno dimostrato che il livello di espressione di GSTP in molti pazienti oncologici è significativamente aumentato e che il suo ruolo non è solo nella disintossicazione, ma è anche probabilmente correlato alla trasformazione maligna delle cellule tumorali.
Molti farmaci antitumorali non sono buoni substrati per il GSTP, il che significa che un'elevata espressione di GSTP può promuovere la crescita delle cellule tumorali anziché la semplice disintossicazione.
Significato clinico e applicazione
Oltre al loro ruolo nello sviluppo del cancro, le GST sono implicate anche in diverse malattie. I polimorfismi GST contribuiscono alla suscettibilità a molte malattie come l'asma, l'aterosclerosi e il diabete, rendendoli potenziali bersagli terapeutici. Inoltre, le GST possono essere utilizzate come biomarcatori quando le cellule sono danneggiate, per determinare l'entità del danno agli organi.
SCI ha sottolineato che quando le cellule sono danneggiate, la quantità di GST rilasciata aumenta in modo significativo. Ad esempio, l'aumento di α-GST nelle cellule epatiche può fungere da indicatore di danno epatico. In caso di danno renale, i livelli di GST urinario possono essere utilizzati anche per quantificare l'entità del danno tubulare.
Prospettive future
Man mano che gli scienziati continuano a studiare la GST, sperano di scoprire ulteriormente il suo ruolo nella segnalazione cellulare e di sviluppare trattamenti più efficaci per combattere una varietà di malattie associate allo stress ossidativo. Secondo le attuali ricerche scientifiche, il ruolo delle GST in diverse condizioni fisiologiche e patologiche è sempre più apprezzato, il che indica che in futuro potrebbero esserci maggiori opportunità terapeutiche.
Tuttavia, l'elevata espressione di GST diventerà un'arma a doppio taglio nella cura del cancro?
