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為什麼GST在我們的細胞中能占到10%的蛋白質？這背後的故事是什麼？
谷胱甘肽S-轉移酶（GSTs）是生物體中一類重要的酵素，對於將外來物質進行解毒作用至關重要。研究表明，GSTs在某些哺乳動物器官中的細胞質蛋白質組成中佔據了多達10%的比例，這令人好奇：為什麼這類酵素在細胞內如此重要？
GST家族成員能夠催化還原型谷胱甘肽（GSH）與外源底物的結合，從而提高其水溶性並促進毒物的排出。
GSTs屬於第二相代謝酶，主要負責將谷胱甘肽與有毒物質結合，以達到解毒的效果。這些酵素分為三大超家族：細胞質、線粒體及微粒體，而每一類中又進一步細分為多個類別。GSTs的多樣性使得公共數據庫中的大量序列功能尚未明確，這意味著有潛在的功能仍有待挖掘。
GST的功能和作用
GSTs的主要功能是催化GSH分子對外源性底物的親核攻擊，從而防止這些化合物與細胞內關鍵蛋白質及核酸的相互作用。GSTs能夠提高毒素的水溶性，這使得有害物質能夠通過轉運蛋白順利排出體外，降低細胞的氧化壓力。
GST不僅能結合底物，還能充當轉運蛋白，進一步協助細胞解毒。
多樣的結構和分類
從結構上來看，GST蛋白是球狀的，擁有N末端的混合螺旋和β-鏈域，以及全螺旋的C末端域。不同行的GST類別在氨基酸序列上存在差異，細胞質GSTs擁有超過40%的序列同源性，而其他類別的同源性則可能低於25%。這種結構上的多樣性使得GST在催化不同底物方面表現出顯著的靈活性。
GST和癌症的關聯
不斷增長的證據表明，GST的特別是GSTP在癌症發展及化療抗藥性中的重要性。研究發現，許多癌症患者體內GSTP的表達量顯著提高，而它的作用不僅僅是在解毒，更可能與腫瘤細胞的惡性轉化有關。
許多抗癌藥物都不是GSTP的良好底物，這意味著GSTP的高表達可能會促進腫瘤細胞的成長，而不是僅僅是解毒。
臨床意義及應用
除了在癌症發展中的角色外，GSTs還與多種疾病息息相關。GST的多型性對於許多疾病如哮喘、動脈硬化和糖尿病的易感性有所影響，這使它們成為了潛在的治療靶點。此外，GSTs在細胞受到損傷時可以作為生物標記，用於判斷器官損傷的程度。
SCI指出，當細胞經歷損傷時，GST的釋放量會顯著增加，例如肝細胞中α-GST的增高程度，能夠作為肝損傷的指標。在腎臟損傷的情況下，尿液中的GST水平也能被用來量化腎小管損傷的程度。
未來的展望
隨著對GST研究的深入，科學家們希望能夠進一步揭示其在細胞信號傳遞中的作用，並開發出更有效的治療方法來對抗多種與氧化應激相關的疾病。根據目前的科學研究，GSTs在各種生理和病理情況下的角色愈加受到重視，這預示著未來可能會有更多的治療機會。
然而，GST的高表達是否將成為癌症治療中的一把雙刃劍？
