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{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel = [[Datei:Glutathion.svg|250px|Strukturformel von Glutathion]]
| Andere Namen = * 2-Amino-5-{[1-((carboxymethyl)amino)-1-oxo-3-sulfanylprop-2-yl]amino}-5-oxovaleriansäure
* γ-L-Glutamyl-L-cysteinyl-glycin
* GSH
* ECG
* {{INCI|Name=GLUTATHIONE|ID=34021|Abruf=2020-12-28}}
| Summenformel = C10H17N3O6S
| CAS = {{CASRN|70-18-8}}
| EG-Nummer = 200-725-4
| ECHA-ID = 100.000.660
| PubChem = 124886
| ChemSpider =
| DrugBank = DB00143
| Beschreibung = weißer Feststoff<ref name="merck" />
| Molare Masse = 307,33 g·mol−1
| Aggregat = fest
| Dichte =
| Schmelzpunkt = 185–195 [[Grad Celsius|°C]]<ref name="merck">{{Merck|104090|Name=|Abruf=2010-12-14}}</ref>
| Siedepunkt =
| Dampfdruck =
| Löslichkeit = löslich in Wasser (100 g·l−1 bei 20 °C)<ref name="merck" /> und [[Dimethylformamid]]<ref name="roempp">{{RömppOnline|ID=RD-07-01449|Name=Glutathion|Abruf=2011-05-05}}</ref>
| Quelle GHS-Kz = <ref name="Sigma">{{Sigma-Aldrich|SIAL|y0000517|Name=Glutathione|Abruf=2019-02-13}}</ref>
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| Quelle P = <ref name="Sigma" />
| ToxDaten = {{ToxDaten |Typ=LD50 |Organismus=Maus |Applikationsart=oral |Wert=5000 mg·kg−1 |Bezeichnung= |Quelle=<ref name="Sigma" /> }}
}}

'''Glutathion''' ('''GSH'''), auch γ-L-Glutamyl-L-cysteinylglycin, ist ein [[Tripeptide|Tripeptid]], das aus den drei [[Aminosäure]]n [[Glutaminsäure]], [[Cystein]] und [[Glycin]] gebildet wird. Es ist in fast allen [[Zelle (Biologie)|Zellen]] in hoher Konzentration enthalten und gehört zu den wichtigsten als [[Antioxidans]] wirkenden Stoffen im Körper. Gleichzeitig ist es eine Reserve für Cystein.
Es handelt sich bei Glutathion nicht um ein echtes Tripeptid, da die Amidbindung zwischen Glutaminsäure und Cystein über die γ-[[Carboxygruppe]] der Glutaminsäure ausgebildet wird und nicht über die α-Carboxygruppe wie bei einer echten [[Peptidbindung]].

[[Actinobacteria|Actinobakterien]] produzieren [[Mycothiol]] anstelle von Glutathion.

In Pflanzen dient Glutathion auch als Vorstufe für die Synthese von [[Phytochelatine]]n, die zur Entgiftung von [[Schwermetalle]]n dienen.<ref>{{Literatur |Autor=Meinhart H. Zenk |Titel=Heavy metal detoxification in higher plants - a review |Sammelwerk=Gene |Band=179 |Nummer=1 |Datum=1996-01-01 |DOI=10.1016/S0378-1119(96)00422-2 |Seiten=21–30 }}</ref>

== Biosynthese ==
Glutathion kann vom Körper aus den Aminosäuren L-[[Glutaminsäure]], L-[[Cystein]] und [[Glycin]] in einem zweistufigen Prozess synthetisiert werden.
* Unter [[Adenosintriphosphat|ATP]]-Verbrauch wird aus Glutaminsäure und Cystein [[γ-Glutamylcystein]] gebildet. Dabei wird eine ω-Peptidbindung zwischen der γ-[[Carboxygruppe]] des Glutaminsäurerestes mit der [[Aminogruppe]] des Cysteinrestes gebildet. Das daran beteiligte [[Enzym]] heißt [[Glutamatcysteinligase]] (GCL, auch γ-Glutamylcysteinsynthetase).
* Mit Hilfe der [[Glutathionsynthase]] wird unter ATP-Verbrauch Glycin an das terminale Kohlenstoffatom addiert.
Alle Zellen des menschlichen Körpers besitzen die Fähigkeit, GSH zu synthetisieren. Dabei ist die Biosynthese des Stoffs in der [[Leber]] essentiell: Mäuse mit gestörter Glutathionproduktion in der Leber sterben innerhalb eines Monats nach der Geburt.<ref>Y. Chen u. a.: ''Hepatocyte-specific Gclc deletion leads to rapid onset of steatosis with mitochondrial injury and liver failure.'' In: ''[[Hepatology]].'' 45, 2007, S. 1118.</ref>

Die meisten [[Eukaryoten]] sind zur GSH-Synthese fähig, nicht aber etwa ''[[Entamoeba histolytica|Entamoeba]]'' und [[Giardien]]. Der [[Biosyntheseweg]] kommt in einigen Bakterien vor, wie z. B. [[Cyanobakterien]] und [[Proteobakterien]], fehlt aber vielen anderen Bakterien. Unter den [[Archaeen]] können nur [[Halobakterien]] GSH synthetisieren. Unter den höheren Pflanzen bilden die [[Leguminosen]] zusätzlich oder an der Stelle von Glutathion [[Homoglutathion]]. Im Homoglutathion ist die Aminosäure [[Glycin]] durch die Aminosäure [[β-Alanin]] ersetzt.<ref>{{Literatur |Autor=S. Klapheck |Titel=Homoglutathione: isolation, quantification and occurrence in legumes |Sammelwerk=Physiologia Plantarum |Band=74 |Nummer=4 |Datum=1988 |DOI=10.1111/j.1399-3054.1988.tb02044.x |Seiten=727–732 }}</ref>

== Funktion ==
=== Cystein-Reserve ===
Am bekanntesten ist GSH als Hauptstoff des reduktiven Pools. Eine konstante Versorgung mit Cystein ist unentbehrlich für die Proteinsynthese, aber Cystein ist reaktionsfreudig und geht in aerober Umgebung durch Oxidation zu Cysteinsulfin- und -sulfonsäure ständig irreversibel verloren. GSH stellt somit auch eine Notreserve für die Aminosäure Cystein dar. Außerdem wird es zur [[Taurin]]synthese verwendet.

Im menschlichen Blutplasma sind etwa drei Gramm Cystein in Form von GSH enthalten, was einer Reserve für drei Tage entspricht.<ref>David Heber, George L. Blackburn, Vay Liang W. Go, John Milner (Hrsg.): ''Nutritional Oncology.'' Academic Press, 2006, ISBN 0-12-088393-7, S. 310.</ref>

=== Redox-Puffer ===
GSH kann helfen, zelluläre Makromoleküle wie etwa [[Protein]]e und [[Lipide#Membranbildende Lipide|Membranlipide]] vor „[[Reaktive Sauerstoffspezies|freien Radikalen]]“ (reaktive Sauerstoffspezies, ROS) zu schützen. Dabei wird Glutathion [[Oxidation|oxidiert]] und geht von seiner [[Monomer|monomeren]] Form GSH in ein [[Dimer]] GSSG über.

ROS, die u. a. im Verlauf der [[Zellatmung]] entstehen können, stellen eine erhebliche Gefahr für zahlreiche Zellbestandteile dar. Reduziertes Glutathion (GSH) besitzt eine freie [[Thiolgruppe]] und kann so seinerseits Elektronen auf ROS [[Reduktion (Chemie)|übertragen]] und sie so unschädlich machen. Jeweils zwei [[Reduktion (Chemie)|oxidierte]] Glutathion-Moleküle verbinden sich unter Ausbildung einer [[Disulfidbrücke]] zu einem Glutathion-Disulfid (GSSG). Durch das Enzym [[Glutathion-Reduktase]] können aus einem GSSG-[[Dimer]] unter Verbrauch von [[Nicotinamidadenindinukleotidphosphat|NADPH]] wieder zwei reduzierte GSH hergestellt werden. Das [[Redoxpotential]] von GSH beträgt −240 mV<ref>F. Aslund, K. D. Berndt, A. Holmgren: ''Redox potentials of glutaredoxins and other thiol-disulfide oxidoreductases of the thioredoxin superfamily determined by direct protein-protein redox equilibria.'' In: ''[[J Biol Chem]].'' 272(49), 1997, S. 30780–30786. PMID 9388218.</ref> und liegt durch die Aktivität der Glutathion-Reduktase zu 90 % reduziert vor.

=== Biotransformation ===
GSH spielt eine wichtige Rolle in Phase II der [[Biotransformation]] schädlicher Stoffe. Mit GSH konjugierte Stoffe sind gewöhnlich besser wasserlöslich und können über die [[Niere]] ausgeschieden werden. Dabei katalysiert die meist im [[Zytosol]] lokalisierte [[Glutathion-S-Transferase]] die Reaktion von GSH mit [[Elektrophilie|elektrophilem]] Kohlenstoff. Dabei können [[Halogen]]-, [[Sulfat]]-, [[Sulfonat]]-, [[Phosphat]]- und [[Nitrogruppe|Nitro]]-Gruppen durch Glutathion [[Substitutionsreaktion|substituiert]] werden. Des Weiteren kann GSH an aktivierte Doppelbindungen [[Additionsreaktion|addiert]] werden und reaktive [[Epoxid]]ringe öffnen. Die toxifizierende (giftende) Wirkung umfasst die Aktivierung von [[vicinal]]en Dihaloalkanen unter Bildung eines hochreaktiven Episulfoniumringes sowie eine β-Lyase vermittelte Überführung der GSH-Konjugate in der Niere zu reaktiven Verbindungen.

=== Weitere Funktionen ===
In Pflanzen, Nematoden, Algen und Pilzen dient das Glutathion auch als [[Substrat (Biochemie)|Substrat]] für die Synthese von [[Phytochelatine]]n, die wie [[Metallothionein]]e eine wichtige Rolle bei der Bindung von [[Schwermetalle]]n spielen.<ref>{{Literatur |Autor=Erwin Grill, Ernst-L. Winnacker, Meinhart H. Zenk |Titel=Phytochelatins: The Principal Heavy-Metal Complexing Peptides of Higher Plants |Sammelwerk=Science |Band=230 |Nummer=4726 |Datum=1985-11-08 |DOI=10.1126/science.230.4726.674 |Seiten=674–676 }}</ref>

Eine weitere Aufgabe erfüllt Glutathion bei der Synthese bestimmter Leukotriene, wie zum Beispiel bei der Synthese von [[Leukotriene|Leukotrien C4]].
Aus Leukotrien A4 entsteht mithilfe der Glutathion-S-Transferase Leukotrien C4.

== Geschichte ==
Als [[Frederick Gowland Hopkins]] 1921 ein cysteinhaltiges Peptid in Hefe und Tierzellen beschrieb und Glutathion nannte, war man zunächst der Ansicht, es handele sich um γ-Glutamylcystein. Erst Harington und Mead konnten 1935 durch Totalsynthese die später vermutete tatsächliche Struktur bestätigen.<ref>F. G. Hopkins: ''On an autoxidisable constituent of the cell.'' In: ''[[Biochem J.]]'' 15, 1921, S. 286–305. [http://www.biochemj.org/bj/015/0286/bj0150286_browse.htm biochemj.org]</ref><ref>{{Literatur |Autor=C. R. Harington, T. H. Mead |Titel=Synthesis of glutathione |Sammelwerk=Biochem. J. |Band=29 |Nummer=7 |Datum=1935-07 |Seiten=1602–1611 |Online=http://www.biochemj.org/bj/029/bj0291602.htm |PMC=1266669 |PMID=16745829}}</ref>

== Nahrungsergänzungsmittel ==
Aufgrund seiner [[Antioxidantien|antioxidativen]] Wirkung wird Glutathion als [[Supplementation|Nahrungsergänzungsmittel]] verkauft.<ref>Markus Minoggio: ''Was der Körper wirklich braucht …: Über Nahrungsergänzungsmittel, Vitamine und Pseudoprodukte''. Goldegg Verlag, 2008, ISBN 978-3-901880-16-2, S. 194.</ref> Die [[Bioverfügbarkeit]] von über die Nahrung zugeführtem Glutathion wird im Allgemeinen als sehr gering eingeschätzt, wurde aber im April 2013 durch eine Studie des Penn State College an 54 Studenten mit positivem Ergebnis untersucht.<ref>[http://news.psu.edu/story/274033/2013/04/22/research/research-shows-oral-supplement-increases-bodys-storage-antioxidant ''Research shows oral supplement increases body’s storage of antioxidant''.] In: ''Penn State News.'' 22. April 2013.</ref><ref>Glutathion-News (deutsche Übersetzung der Penn State Studie): {{Webarchiv|text=Klinische Tests beweisen die Langzeit-Wirksamkeit von oral zugeführtem Glutathion als Nahrungsergänzung |url=http://glutathion-news.com/de/klinische-tests-beweisen-die-langzeit-wirksamkeit-bei-einer-einnahme-von-oral-zugefuehrtem-glutathion-als-nahrungsergaenzung/ |wayback=20140222194900 }}</ref> [[Parenteral]]e Zufuhr erhöht den GSH-Spiegel in den Zellen.<ref>M. K. Robinson, M. S. Ahn, J. D. Rounds, J. A. Cook, D. O. Jacobs, D. W. Wilmore: ''Parenteral glutathione monoester enhances tissue antioxidant stores.'' In: ''JPEN J Parenter Enteral Nutr.'' 16(5), Sep-Oct 1992, S. 413–418.</ref> Ein potentieller gesundheitlicher Nutzen Glutathions, beispielsweise als Anti-Krebsmittel<ref>Ben Pfeifer, Joachim Preiß, Clemens Unger (Hrsg.): ''Onkologie integrativ: Konventionelle und Komplementäre Therapie.'' Urban & Fischer Verlag/Elsevier, 2006, ISBN 3-437-56420-X, S. 357–358.</ref> oder als Mittel in der [[Anti-Aging|Altershemmung]]<ref>P. Kumar, C. Liu, J. Suliburk, J. W. Hsu, R. Muthupillai, F. Jahoor, C. G. Minard, G. E. Taffet, R. V. Sekhar: ''Supplementing Glycine and N-Acetylcysteine (GlyNAC) in Older Adults Improves Glutathione Deficiency, Oxidative Stress, Mitochondrial Dysfunction, Inflammation, Physical Function, and Aging Hallmarks: A Randomized Clinical Trial.'' In: ''J. Gerontol. A Biol. Sci. Med. Sci.'' 78(1), Jan 2023, S. 75–89. {{DOI|10.1093/gerona/glac135}}. PMID 35975308.</ref>, muss noch in klinischen Studien weiter untersucht werden. Eine Stimulierung der Glutathionproduktion in der [[Leber]] durch Gabe von [[Acetylcystein]]<ref>Glutathion-News: {{Webarchiv|text=''Reduziertes Glutathion (GSH) oder GSH-Vorstufen wie N-Acetylcystein (NAC)?'' |url=http://glutathion-news.com/de/reduziertes-glutathion-oder-gsh-vorstufen-wie-n-acetylcystein-nac/ |wayback=20130210063851 }}</ref> (als [[Cystein]]donor) wird in einer Stellungnahme der [[Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit|EFSA]] aus dem Jahr 2004 mit möglichen gesundheitlichen Risiken bei gesunden Kontrollpersonen in Verbindung gebracht.<ref>[https://efsa.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.2903/j.efsa.2004.21 ''N-Acetyl-L-cystein zur Verwendung in Lebensmitteln für besondere Ernährungszwecke sowie in Lebensmitteln für besondere medizinische Zwecke''] (PDF), EFSA-Gutachten; [[doi:10.2903/j.efsa.2004.21]].</ref>

Als umstrittenes „Krebsmittel“ wurde Glutathion in einer Mischung mit [[Anthocyane]]n unter dem Namen ''Recancostat comp.'' verkauften Präparat Mitte der 1990er Jahre bekannt.<ref>{{Webarchiv|url=http://www.arzneimittel-und-recht.de/04_rechtsprechung/l4kr44-01_15.02.2005.htm | wayback=20090304031959 | text=''Erstattung von Arzneimitteln, Begriff des Fertigarzneimittels''.}} LSG Niedersachsen-Bremen, Urteil vom 15. Februar 2005, Az.: L 4 KR 44/01. arzneimittel-und-recht.de; abgerufen am 10. Mai 2010.</ref>

== Literatur ==
* Ashley Wilber (Hrsg.): ''Glutathione: Dietary Sources, Role in Cellular Functions and Therapeutic Effects.'' Nova Science Publishers, New York 2015, ISBN 978-1-63463-372-7.

== Weblinks ==
{{Wikibooks|Biochemie und Pathobiochemie: Glutathion-Stoffwechsel}}

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Oligopeptid]]
[[Kategorie:Alpha-Aminosäure]]
[[Kategorie:Propansäureamid]]
[[Kategorie:Ethansäure]]
[[Kategorie:Thiol]]
[[Kategorie:Coenzym]]
[[Kategorie:Nahrungsergänzungsmittel]]

Glutathion - Versionsgeschichte

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