Glutationa: estrutura do tripeptídeo, formas GSH e GSSG e papel nas reações celulares

A glutationa é um pequeno péptido composto por três resíduos de aminoácidos: glutaminato, cisteína e glicina. Está presente nas células e participa em reações relacionadas com a transferência de eletrões e com as transformações de outros compostos. A sua importância decorre tanto da sua estrutura como da sua interação com as enzimas.

Nos textos sobre a glutationa, aparecem frequentemente as abreviaturas GSH e GSSG. Estas descrevem diferentes formas químicas relacionadas com a reação de oxidação e redução. Não são nomes de dois produtos nem de dois termos intercambiáveis para designar a mesma estrutura.

Este artigo trata do glutationa enquanto molécula e elemento da biologia celular. A designação TAD 600, que aparece nos nomes dos produtos, não é o nome de um tipo distinto de péptido. As informações sobre o glutationa natural não devem ser automaticamente consideradas como uma descrição das propriedades de um produto específico.

Por que é que a glutationa é um tripeptídeo?

Um tripeptídeo contém três resíduos de aminoácidos ligados entre si. No glutationa, estes são, por ordem, o resíduo de ácido glutâmico, de cisteína e de glicina. A formulação completa assume a forma γ-Glu-Cys-Gly.

Episódio	Aminoácido	O que o distingue no glutationa?
γ-Glu	Ácido glutâmico	Participa numa ligação invulgar através de um grupo carboxílico lateral
Cys	Cisteína	Contém um grupo tiol –SH
Gly	Glicina	Constitui o resto final do tripeptídeo

Três aminoácidos livres numa mistura ainda não constituem glutationa. O que importa é a forma como se ligam. A simples determinação da composição aminoacídica não revela todos os pormenores da estrutura. Fonte: ChEBI, glutationa.

O que significa a letra gama na formulação γ-Glu-Cys-Gly?

O ácido glutâmico possui dois grupos carboxílicos. Numa estrutura peptídica típica, a ligação forma-se na cadeia principal do aminoácido. No glutationa, é utilizado o grupo carboxílico da cadeia lateral do glutamato para ligar a cisteína.

A designação γ, que se lê „gama”, indica precisamente essa característica. Não se trata de um aminoácido adicional nem de uma indicação relativa a uma classe específica de qualidade do material.

Este é um pormenor importante: dois compostos podem conter os mesmos aminoácidos e diferir na posição em que estão ligados. Por isso, a simples notação Glu-Cys-Gly pode revelar-se insuficiente se o objetivo for descrever com precisão o glutationa. A estrutura química contém mais informações do que a simples lista dos três componentes.

Glutamato, glutamina e glutationa

A semelhança entre os nomes pode induzir em erro. O glutaminato é uma forma do ácido glutâmico, a glutamina é um aminoácido distinto e o glutationa é um tripeptídeo que contém um resíduo de glutaminato.

Não são sinónimos. Não é possível substituir um termo pelo outro sem alterar o significado. Em particular, a glutationa não é apenas outro nome para a glutamina.

Esta distinção também ajuda na leitura das descrições da biossíntese. O componente utilizado na formação do péptido não é o mesmo que o produto final. A relação entre as substâncias pode residir na sua participação nas reações, e não na identidade da sua estrutura.

Fórmula molecular e massa molar do GSH

A fórmula do glutationa reduzido é C₁₀H₁₇N₃O₆S e a massa molar é de cerca de 307,32 g/mol. O registo da PubChem para esta estrutura tem o identificador CID 124886. Fonte: PubChem, glutationa.

O esquema mostra o número de átomos de cada elemento. No entanto, não substitui o desenho das ligações nem as informações sobre a estereoquímica. A letra S indica o átomo de enxofre presente no resto da cisteína.

Estes parâmetros referem-se a uma molécula específica. Não descrevem automaticamente toda a amostra que contenha água, contra-iões ou outras substâncias. A massa do material e a quantidade de GSH propriamente dita continuam a ser grandezas diferentes.

Por que é que o grupo –SH é tão importante?

O grupo –SH, denominado grupo tiol, é composto por um átomo de enxofre e um de hidrogénio. Na glutationa, encontra-se na cadeia lateral da cisteína. Participa em reações que distinguem este tripeptídeo de muitos outros peptídeos curtos.

A expressão „ligação tiol” não se refere a proteínas. A glutationa é um exemplo de uma pequena molécula que contém esse grupo. No entanto, grupos semelhantes também podem estar presentes em proteínas muito maiores.

As propriedades do grupo dependem do ambiente químico. Por isso, as reações do glutationa devem ser analisadas em condições específicas, em vez de se atribuir a ele a capacidade de reagir da mesma forma com qualquer substância designada como oxidante.

O que significa glutationa reduzida, ou seja, GSH?

A palavra „reducido” descreve um estado químico e não uma quantidade reduzida de glutationa. O GSH contém um grupo tiol livre, que pode participar em reações posteriores.

Na química, a redução está associada à aceitação de eletrões e a oxidação, à sua cedência. Ambos os processos estão interligados: quando uma substância cede eletrões, outra aceita-os.

A sigla GSH é uma abreviatura de uso comum. A letra G não se refere, neste contexto, a uma única glicina na sequência padrão de aminoácidos. A sigla completa refere-se ao glutationa e ao seu grupo tiol.

Como é que o GSH se liga ao GSSG?

Duas moléculas de glutationa podem ser ligadas por uma ponte entre os átomos de enxofre. Forma-se então a glutationa oxidada, designada por GSSG. Esta ligação é designada por ligação dissulfureto.

Numa representação simplificada das reações redox, duas moléculas de GSH correspondem a uma molécula de GSSG. Isto é importante para a interpretação das quantidades: o GSSG contém duas unidades de glutationa, e não uma.

O GSSG não deve ser considerado, a priori, como resíduo sem valor. É um elemento do sistema de transformações. Ao mesmo tempo, não é idêntico ao GSH e, na análise laboratorial, pode ser necessário distinguir entre ambas as formas.

Peroxidase de glutationa: enzima que atua em conjunto com o GSH

As peroxidases de glutationa são enzimas. A glutationa, por sua vez, é um pequeno composto que pode participar nas reações por elas catalisadas. O facto de terem nomes semelhantes não significa que sejam idênticas.

Na equação típica da reação de redução do peróxido de hidrogénio, duas moléculas de GSH são transformadas em GSSG e o peróxido de hidrogénio em água. A enzima permite que o processo decorra de forma eficiente; o próprio GSH não se torna, por isso, uma enzima. Fonte: UniProt, glutationa-peroxidase 1.

A família destas enzimas inclui várias proteínas. Por isso, os resultados de análises a uma determinada peroxidase não devem ser automaticamente interpretados como resultados relativos apenas ao glutationa ou a todos os membros da família.

Glutationa redutase e regeneração do GSH

A glutationa redutase catalisa a conversão do GSSG de volta em GSH. Neste processo, participa o NADPH, ou seja, uma molécula que fornece equivalentes redutores.

A regeneração do GSH a partir do GSSG não é o mesmo que a síntese de uma nova molécula de glutationa a partir de aminoácidos. Trata-se de dois processos diferentes: a recuperação de uma determinada forma química e a biossíntese de um novo péptido. Fonte: UniProt, glutationa redutase.

Graças a esta distinção, é mais fácil compreender os resultados dos exames. O aumento dos níveis de GSH pode estar associado a várias alterações metabólicas. Não significa necessariamente que apenas a sua síntese tenha acelerado.

Como é que as células sintetizam a glutationa?

A síntese envolve duas etapas enzimáticas principais. Primeiro, a ligase de glutamato-cisteína une o glutamato à cisteína, formando a γ-glutamilcisteína. Em seguida, a glutationa sintase liga a glicina.

Ambas as etapas requerem a participação do ATP. A síntese não ocorre, portanto, simplesmente porque os três aminoácidos se encontraram lado a lado. O que importa são as enzimas, a disponibilidade de substratos e as condições celulares. Fonte: UniProt, GCLC; fonte: estrutura da glutationa sintase humana.

Os nomes das enzimas podem parecer semelhantes, mas descrevem funções diferentes. A ligase participa na formação da primeira ligação, a sintetase conclui a construção do tripeptídeo e a redutase regenera o GSH a partir do GSSG.

Um precursor não é o mesmo que a glutationa

Um precursor é um composto que participa no processo que conduz à formação de outra substância. A cisteína é um componente do glutationa, mas não é GSH pronto a usar.

Da mesma forma, a N-acetilcisteína, designada pela sigla NAC, é uma molécula distinta. Os estudos relativos à NAC não devem ser interpretados como experiências com o glutationo. Mesmo que tenham analisado os níveis de GSH, o fator em estudo continua a ser outro.

Nos artigos de divulgação, é fácil reunir estas informações numa única frase sobre o „efeito do glutationo”. Uma descrição mais pormenorizada indica, separadamente, o composto utilizado no estudo, o parâmetro medido e a explicação proposta.

A glutationa não forma uma reserva comum em todo o organismo

O citosol, as mitocôndrias, o retículo endoplasmático e os fluidos extracelulares constituem ambientes distintos. Não se deve partir do princípio de que apresentam uma concentração idêntica de GSH ou a mesma relação entre GSH e GSSG.

O citosol é a parte líquida do interior da célula, onde ocorrem muitas transformações. As mitocôndrias são estruturas delimitadas por membranas que participam, entre outras coisas, no metabolismo energético. O retículo endoplasmático desempenha um papel importante na síntese e maturação das proteínas.

As percentagens indicadas para o tipo de células selecionado não devem ser interpretadas como uma distribuição fixa de glutationa em todos os órgãos e em todas as situações. Em primeiro lugar, é necessário determinar qual foi, de facto, o material analisado.

O que revelam os estudos sobre o SLC25A39 relativamente às mitocôndrias?

Um estudo de Wang e colegas, de 2021, demonstrou a importância da proteína SLC25A39 na importação de glutationa para as mitocôndrias nas células dos mamíferos. O estudo incidiu sobre o mecanismo de transporte entre os compartimentos celulares. Fonte: Wang e colaboradores.

Este é um exemplo de que a presença de glutationa na célula não significa, automaticamente, que esteja disponível em todas as suas partes. O transporte constitui uma etapa distinta da regulação.

Não se deve deduzir deste estudo a afirmação simplista de que o aumento do GSH no sangue tem necessariamente de garantir o mesmo aumento nas mitocôndrias. O sangue, a célula e as suas organelas não constituem um espaço homogéneo.

O que significa a relação entre o GSH e o GSSG?

Trata-se de uma comparação entre as quantidades das formas reduzida e oxidada numa determinada amostra. Pode ajudar a descrever o seu estado redox, ou seja, as condições relacionadas com as reações de oxidação e redução.

A interpretação requer conhecimento do método de determinação e das unidades utilizadas. O resultado depende também do facto de o glutationa oxidado ter sido contabilizado como moléculas de GSSG ou como unidades de glutationa nelas contidas.

A relação, por si só, não constitui uma descrição completa de todo o organismo nem um diagnóstico autónomo da doença. Também não substitui as informações sobre as quantidades absolutas de ambas as formas. Duas amostras podem apresentar uma relação semelhante e, no entanto, diferir no teor total.

Glutationa total: por que é necessária uma definição do resultado?

A expressão „glutationa total” pode referir-se a um resultado que inclui o GSH e o GSSG, de acordo com o método utilizado. É necessário verificar se também inclui outras formas relacionadas com a glutationa.

Se o resultado for expresso em unidades equivalentes ao GSH, uma molécula de GSSG corresponde a duas dessas unidades. A omissão deste pormenor pode dificultar a comparação de dados provenientes de diferentes publicações.

Nem todas as análises incluem o glutationa ligado a proteínas ou a outras moléculas. Por isso, o termo „total” deve ser interpretado em conjunto com a descrição do método, e não entendido como uma medição incondicional de todas as formas possíveis presentes no material.

A glutationa e as S-transferases de glutationa

As glutationa-S-transferases, designadas pela sigla GST, fazem parte das enzimas que participam nas reações do glutationa com outros compostos. Nesse processo, pode formar-se um conjugado, ou seja, o produto da ligação do GSH a um determinado componente.

Esta não é a mesma reação que a transformação do GSH em GSSG. O nome „sistema de glutationa” abrange, portanto, mais do que um par redox.

A palavra „desintoxicação” não deve substituir a descrição de uma transformação específica. Diferentes compostos têm diferentes produtos metabólicos, e a ligação com o glutationa não é uma prova universal de que cada produto se tenha tornado totalmente inofensivo. O significado da reação depende dos seus participantes e das etapas subsequentes.

O que é a S-glutationilação das proteínas?

A S-glutationilação consiste na ligação de uma unidade de glutationa a um grupo sulfato específico de uma proteína. Pode alterar o comportamento dessa proteína. Não envolve a reescrita do seu gene nem a inserção de glutationa na sequência de base durante a síntese.

Este é um exemplo de modificação de uma molécula já existente. É necessário distingui-la da alteração da quantidade de proteína e da alteração do nível de GSH livre.

A investigação destes processos centra-se na regulação celular. Não justifica a simplificação de que qualquer alteração oxidativa seja exclusivamente um dano. A importância depende do local, do momento, da reversibilidade e da proteína afetada pela modificação.

ROS não se refere a uma única substância

As formas reativas do oxigénio, ou ROS, são um termo genérico que designa vários compostos. Nem todos são radicais livres e nem todos se comportam da mesma forma. Por exemplo, o peróxido de hidrogénio não é um radical livre, embora faça parte das ROS.

Nos exames de glutationa, é, portanto, importante indicar o que foi medido. O resultado geral do teste nem sempre identifica uma molécula específica nem o local onde esta se forma.

Por sua vez, o termo „stress oxidativo” refere-se a um desequilíbrio nos processos redox e não à mera presença de oxigénio. A glutationa participa nesta rede juntamente com outras moléculas e enzimas.

Por que é que a análise ao sangue não indica automaticamente o estado do fígado?

O sangue total, o soro e o material tecidular são amostras diferentes. O sangue total contém células, enquanto o soro é a sua parte líquida após a separação dos componentes celulares.

Os resultados não são diretamente comparáveis. A diferença pode dever-se ao tipo de amostra, ao método de preparação ou às unidades utilizadas, e não apenas a alterações nos processos biológicos.

Nas publicações sobre o glutationa, deve-se, portanto, manter a denominação do material em estudo. A expressão „nível de glutationa no organismo” pode ser demasiado abrangente, caso os autores tenham identificado apenas um intervalo ou um tipo de células.

Oxidação após a recolha da amostra

A amostra biológica continua a sofrer alterações mesmo no momento da recolha. Se o GSH se oxidar durante a preparação ou o armazenamento, o resultado poderá não refletir totalmente o estado anterior do material.

Trata-se de uma questão analítica e não de uma orientação para a realização de medições por conta própria. Mostra por que razão a documentação do método é importante na comparação de publicações.

Para obter um resultado fiável, não basta apenas dispor de um equipamento adequado, mas também é necessário controlar o que acontece antes da medição. Isto aplica-se especialmente às análises que distinguem entre a forma reduzida e a forma oxidada, em que a transformação de uma na outra pode alterar a interpretação das proporções.

Molécula, enzima e produto: três níveis diferentes de descrição

O glutationa é um composto químico. A peroxidase, a redutase e a sintetase do glutationa são enzimas com funções distintas. Um produto que contenha glutationa é, por sua vez, um material com uma composição e documentação específicas.

A análise de um destes níveis não descreve automaticamente os restantes. Um resultado que indique uma atividade enzimática aumentada não constitui prova de um aumento da quantidade de GSH. Uma observação ao nível celular não confirma as propriedades de todos os produtos que contenham glutationa.

Esta organização permite preservar o verdadeiro sentido dos estudos, sem repetir expressões como „desintoxicação do organismo”, «rejuvenescimento» ou «vantagem de uma determinada forma do produto».

O ATP e o NADPH desempenham funções diferentes no metabolismo do GSH

O ATP participa nas etapas da síntese do glutationa a partir de aminoácidos. O NADPH intervém na regeneração do GSH a partir do GSSG por meio da redutase. Embora ambos os compostos apareçam nas descrições das transformações celulares, não são nomes intercambiáveis para uma única fonte de energia.

Esta distinção ajuda a compreender por que razão não basta conhecer a quantidade de um único componente. A célula necessita das enzimas adequadas e de processos que atuam em conjunto. A alteração da disponibilidade de um único elemento não determina, por si só, a velocidade de toda a rede de reações.

Além disso, a medição da concentração de GSH num determinado momento não indica a rapidez com que este é produzido e consumido. A mesma quantidade pode corresponder a diferentes velocidades de metabolismo. A análise da concentração e a análise do fluxo através da via metabólica respondem a questões diferentes.

Perguntas mais frequentes sobre o glutationa

O glutationa é um peptídeo ou uma vitamina?

O glutationa é um tripeptídeo, ou seja, um composto formado por três resíduos de aminoácidos ligados entre si. Não é uma vitamina. A sua estrutura é descrita pela fórmula γ-Glu-Cys-Gly, que reflete a ligação invulgar entre o glutaminato e a cisteína. A participação do glutationa em reações, juntamente com outros componentes celulares, não altera esta classificação. É igualmente importante distinguir o próprio péptido das enzimas cujos nomes contêm a palavra „glutationo”. A enzima e o seu substrato são moléculas diferentes, mesmo que colaborem no mesmo processo biológico e sejam abordadas num único artigo.

O GSH significa uma quantidade reduzida de glutationa?

Não. A sigla GSH refere-se à forma reduzida da glutationa. A palavra „reduzida” descreve o seu estado químico, e não uma concentração reduzida. A quantidade de GSH pode ser elevada ou baixa, dependendo da amostra e das condições. Para interpretar o resultado, são necessários o valor numérico, a unidade de medida e informações sobre o material analisado. A própria denominação da forma não representa qualquer medida. Esta distinção é importante, uma vez que o significado coloquial da palavra „redução” pode sugerir uma diminuição, enquanto que, neste contexto, trata-se de um processo específico de transferência de eletrões.

O GSSG é um outro tipo de glutationa?

O GSSG é a forma oxidada que inclui duas unidades de glutationa ligadas por uma ligação entre os átomos de enxofre. Mantém-se associado ao GSH através de reações redox, mas não é uma molécula idêntica. Por isso, ambas as designações devem ser mantidas na descrição dos exames. Uma molécula de GSSG corresponde a duas unidades de GSH, o que é importante no cálculo do glutationo total. Também não se deve partir do princípio de que o resultado relativo ao GSSG descreve todas as formas possíveis de glutationa oxidadas ou ligadas. O âmbito da determinação depende do método específico e da definição do resultado.

Por que é que a glutationa contém enxofre?

O átomo de enxofre encontra-se no resíduo da cisteína, um dos três componentes do glutationa. Forma o grupo tiol –SH, que participa em reações importantes da molécula. Não é um aditivo separado adicionado ao péptido. No entanto, a presença de enxofre não significa que todos os compostos sulfurosos sejam glutationa ou tenham propriedades idênticas. O que importa é toda a estrutura e o ambiente químico do átomo. No GSSG, os átomos de enxofre de duas unidades de glutationa formam uma ligação dissulfureto, enquanto no GSH permanecem na forma de grupos tiol.

O glutationa é produzido exclusivamente no fígado?

Não se deve considerar o fígado como o único local onde o glutationa está presente ou é produzido. A síntese do GSH é um processo celular, e o fígado constitui um elemento importante do metabolismo mais amplo do organismo. Os diferentes tecidos e compartimentos celulares diferem nas condições e na forma de regulação. Por isso, o resultado obtido em material hepático não descreve automaticamente todos os restantes tecidos. Da mesma forma, uma alteração no sangue não determina, por si só, como se alterou cada reserva intracelular. Nos artigos, deve-se indicar claramente o local onde a medição foi efetivamente realizada.

O glutationa e a glutationa-peroxidase são a mesma coisa?

Não. O glutationa é um pequeno péptido, enquanto a peroxidase de glutationa é uma enzima proteica. Em determinadas reações, a enzima utiliza o GSH como participante na transformação. O aumento da atividade da peroxidase não é, portanto, sinónimo de um aumento da quantidade de glutationa. Da mesma forma, o estudo de uma forma específica da enzima não deve ser apresentado como uma experiência apenas com o GSH. A semelhança entre os nomes resulta de uma relação funcional, não de uma identidade estrutural. O mesmo princípio aplica-se à glutationa sintase e à glutationa redutase, que desempenham funções diferentes no metabolismo do péptido.

O NAC é sinónimo de glutationa?

A NAC, ou N-acetilcisteína, é um composto químico diferente. O facto de estar relacionada com o metabolismo do glutationa não significa que seja GSH. Se uma publicação descrever um estudo sobre a NAC e medir os níveis de glutationa, é necessário distinguir a substância em estudo do parâmetro observado. Caso contrário, o resultado é atribuído ao material errado. Da mesma forma, a cisteína, embora seja um dos componentes do glutationa, não substitui o tripéptido completo. O conceito de «precursor» refere-se à participação nas transformações que conduzem à formação do composto, e não a uma denominação alternativa da molécula já formada.

Um valor mais elevado de GSH significa sempre uma evolução positiva?

A direção da variação de um único parâmetro não é suficiente para avaliar todo o processo. É necessário saber o que foi analisado, em que intervalo celular e com o que o resultado foi comparado. O GSSG, a atividade enzimática e outras características medidas também são importantes, dependendo da questão de investigação. A glutationa participa numa rede regulada de reações, pelo que não se deve reduzir a sua análise à regra „quanto mais, melhor”. O resultado laboratorial, por si só, também não estabelece um objetivo para cada pessoa, nem constitui uma instrução para alterar o nível de glutationa.

Será que o GSH/GSSG é um indicador do stress oxidativo global?

A relação entre GSH e GSSG pode fornecer informações sobre uma determinada amostra, mas não descreve todos os processos redox no organismo. Diferentes tecidos e partes das células podem apresentar condições distintas. O resultado depende também do método de preparação do material e da definição do ensaio. Não deve ser interpretado sem unidades de medida nem contexto. Em particular, um valor semelhante da relação não significa uma quantidade total idêntica de glutationa. Para compreender um caso específico, são relevantes tanto as proporções como as formas que foram efetivamente consideradas na medição.

A função natural do GSH confirma as propriedades do produto?

O papel conhecido do glutationa nas células não constitui uma análise de um produto específico. O produto tem a sua própria composição, forma e documentação, que exigem uma avaliação separada. As informações sobre o GSH endógeno não devem ser automaticamente interpretadas como garantias quanto à eficácia ou segurança de um material externo. A denominação TAD 600 também não altera a definição química do glutationa nem substitui os dados relativos ao produto. O artigo sobre a biologia da molécula explica a terminologia e os mecanismos, mas não constitui um certificado de qualidade, uma recomendação de compra nem uma confirmação da adequação a uma determinada aplicação.

Declaração de exoneração de responsabilidade

Este texto tem caráter educativo e aborda a estrutura, o metabolismo e a interpretação dos exames de glutationa. Não constitui uma descrição de produto, aconselhamento médico nem instruções de preparação ou utilização. Não apresenta métodos de tratamento de intoxicações nem esquemas relacionados com o álcool, doenças hepáticas ou terapias oncológicas. As informações sobre a função natural do GSH não confirmam a qualidade nem a segurança de qualquer material específico que contenha glutationa. É importante salientar que o artigo aborda a substância em geral — não se trata de uma descrição de um produto específico (reagente químico).

Fontes

1. 1. ChEBI. Glutationa, CHEBI:16856. Recorde da estrutura.
   2. PubChem. Glutationa, CID 124886. Fórmula e identificação química.
   3. UniProt. Subunidade catalítica da ligase de glutamato-cisteína, P48506. GCLC.
   4. RCSB PDB. Glutationa-sintetase humana, 2HGS. Estrutura e publicação original.
   5. UniProt. Glutationa peroxidase 1, P07203. GPX1.
   6. UniProt. Redutase da glutationa, P00390. GSR.
   7. Wang Y. et al. (2021). O SLC25A39 é necessário para a importação de glutationa para as mitocôndrias nas células de mamíferos. Nature, 599, 136–140. PubMed; DOI.