L-Glutathione reduced,还原型谷胱甘肽的化学结构与性质
还原型谷胱甘肽(L-Glutathione reduced, 简称 GSH)是一种重要的三肽分子,由谷氨酸(Glu)、半胱氨酸(Cys)和甘氨酸(Gly)通过肽键顺序连接形成 γ-L-谷氨酰-L-半胱氨酰甘氨酸(γ-Glu-Cys-Gly)。与氧化型谷胱甘肽(GSSG)相比,GSH 的半胱氨酸巯基(–SH)处于还原状态,是其生物学活性核心。作为科研试剂,GSH 在生物化学、细胞生物学、药物研发及化学研究中应用,包括氧化应激研究、谷胱甘肽-依赖性酶(如谷胱甘肽 S-转移酶、谷胱甘肽过氧化物酶)活性测定、细胞保护剂以及小分子偶联反应等。
化学结构与性质
GSH 分子式为 C10H17N3O6S,分子量约 307.32 Da。其结构特点为:谷氨酸的 γ-羧基与半胱氨酸的 α-氨基形成 γ-肽键,而半胱氨酸的巯基是其生物化学功能的核心,能够参与氧化还原反应和共价结合。甘氨酸则通过半胱氨酸的羧基形成末端肽键,使三肽分子形成完整结构。GSH 的巯基在水溶液中容易氧化生成二硫键形成 GSSG,因此在储存和使用过程中常需低温避光,并可加入剂或惰性气体保护以保持还原状态。GSH 可溶于水及缓冲液,呈中性至弱碱性溶液稳定,其还原性使其能够作为电子供体参与多种生化反应。
结构合成概述
还原型谷胱甘肽可以通过化学合成或酶催化合成两种主要途径获得:
化学合成法
化学合成通常采用固相或液相肽合成策略。液相法中,首先需对各氨基酸的活性官能团进行保护:谷氨酸的 α-氨基常用 Fmoc 或 Boc 保护,半胱氨酸的巯基可使用 S-乙基、S-苄基或 Trt(Trityl)保护,以防止氧化或副反应。甘氨酸末端羧基可活化为 NHS 酯或通过碳二亚胺(如 DCC/EDC)活化,使其能与半胱氨酸形成肽键。合成顺序一般遵循 C 端到 N 端策略,即先合成 Cys-Gly 二肽,再与谷氨酸的 γ-羧基偶联,形成 γ-Glu-Cys-Gly 的完整三肽结构。合成完成后,通过去保护、还原处理(如使用二硫苏糖醇或二硫苏糖醇钠)得到还原型 GSH。
酶催化合成法
生物催化合成利用谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-GCS)和谷胱甘肽合成酶(GS)两步催化体系。在体外重组酶存在下,谷氨酸与半胱氨酸形成 γ-Glu-Cys 二肽,随后与甘氨酸进一步偶联形成 GSH。酶催化法具有高立体选择性、环境温和、产率高等优点,适合制备科研用或医药级 GSH。
纯化与表征
合成的 GSH 通常通过高效液相色谱(HPLC)或离子交换柱进行纯化,以去除未反应氨基酸或保护基副产物。结构鉴定主要依赖质谱(MS)、核磁共振(^1H NMR、^13C NMR)以及红外光谱(FT-IR)确认巯基存在和分子完整性。巯基活性可通过 Ellman 试剂(DTNB)进行定量检测,确保产品为还原型。
科研应用价值
GSH 作为科研试剂,不仅是研究氧化还原稳态的重要工具,也是谷胱甘肽依赖性酶研究的底物或探针。例如,在谷胱甘肽 S-转移酶活性检测中,GSH 可与特定底物偶联生成荧光或可吸收产物;在药物递送研究中,可用于构建 GSH-响应型纳米载体或可逆偶联体系,实现药物释放的可控性
产品名称:L-Glutathione reduced
纯度:95%+
性状:固体或液体
储藏条件:-20°C干燥避光保存
包装规格:50mg 100mg 250mg 500mg(按需提供)
厂家:齐岳生物
关于我们
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仅供科研,不能用于人体实验AXC.2025.09