В 2024 году в статье, опубликованной Федерацией европейских биохимических обществ, были собраны доказательства, позволяющие выдвинуть основную гипотезу о том, что OPH служит трипептидом, регулирующим глутатион, влияя как на приток, так и на отток GSH из клеток и органелл, а также модулируя GSH-зависимые реакции и сигналы. [2]
Биосинтез
OPH создается с использованием предшественника 2-аминомасляной кислоты посредством последовательных реакций тех же ферментов, которые создают GSH, а именно глутамат-цистеинлигазы и глутатионсинтетазы .
Основными регуляторами биосинтеза ОПХ являются локальные (относительные) концентрации цистеина и 2-аминомасляной кислоты, а также их промежуточных продуктов γ-глутамила. [2]
Открытие и возникновение
OPH был впервые обнаружен и выделен из хрусталика теленка [3] в 1956 году, и с тех пор было обнаружено, что он является вездесущим метаболитом. Он вырабатывается:
Офтальмологическая кислота не является биомаркером окислительного стресса
OPH в основном появлялся в метаболомных исследованиях, коррелирующих изменения его распространенности с окислительным стрессом, после исследования 2006 года по передозировке ацетаминофена у мышей. [34] Однако этой практики, как правило, следует избегать, поскольку существуют серьезные проблемы:
Хотя некоторые исследования действительно находят эту корреляцию, [7] [35] устойчивой корреляции между повышением уровня офтальмологической кислоты и истощением глутатиона не существует. По сравнению со здоровым исходным уровнем оба могут повышаться, [13] [26] оба могут понижаться, [36] [37] или офтальмологическая кислота может повышаться без изменений в глутатионе. [27] [38] [11] Исследование циркадного ритма, отслеживающее уровни как глутатиона, так и офтальмологической кислоты, определило, что уровни офтальмологической кислоты были ритмичными, в то время как уровни глутатиона — нет. [39] Тенденции офтальмологической кислоты также сильно различаются между различными тканями у одного и того же животного в один и тот же момент времени, [40] [41] снова развеивая представление о более широкой и устойчивой корреляции.
Значение термина «биомаркер» в этом контексте гораздо уже, чем предполагают многие исследования. Важно отметить, что исследование Соги и др. видит корреляцию между истощением уровня гепатического глутатиона и повышением уровня офтальмологической кислоты в плазме у мышей. Это решает практическую проблему невозможности напрямую измерить установленное истощение глутатиона в печени путем измерения офтальмологической кислоты в плазме. Однако последующие исследования часто измеряют как глутатион, так и офтальмологическую кислоту, и когда глутатион не показывает отклонений, офтальмологическая кислота используется в качестве «маркера», чтобы по-прежнему заявлять об окислительном стрессе. Не может быть апелляции к корреляции, когда сами данные опровергают эту самую корреляцию.
Офтальмологическая кислота может быть обнаружена в высоких концентрациях в здоровых тканях. Например, в глазу. [18] Она обнаруживается не только в стрессовых или болезненных состояниях.
Первоначальная цель использования уровня офтальмологической кислоты в плазме для оценки повреждения печени после передозировки ацетаминофена не доказала своей эффективности в нескольких последующих исследованиях. [42] [40]
^ аб Шомакерс, Бауке В.; Джиллингс, Соня Л.; ван Вегель, Мишель; Ваз, Фредерик М.; Саломонс, Гаджа С.; Янссенс, Жорж Э.; Хауткупер, Рикельт Х. (20 января 2024 г.). «Офтальмовая кислота представляет собой трипептид, регулирующий глутатион». Журнал ФЭБС . дои : 10.1111/февраль 17061 . ISSN 1742-464X.
^ Уэйли СГ; Биохимический журнал 64, 715 (1956)
^ Нараинсами, Кинсли; Фарси, Сандрин; Браун, Эмили; Жюно, Кристоф; Кассье-Шова, Коринн; Шова, Франк (2016-02-09). «Окислительная детоксикация и сигнализация у цианобактерий: критический путь синтеза глутатиона поддерживает производство эрготионеина и офтальмата». Молекулярная микробиология . 100 (1): 15–24 . doi : 10.1111/mmi.13296 . ISSN 0950-382X.
^ Ито, Томокадзу; Ямаути, Аяко; Хемми, Хисаши; Ёсимура, Тору (декабрь 2016 г.). «Накопление глазной кислоты у мутанта Escherichia coli, лишенного консервативного пиридоксального 5′-фосфатсвязывающего белка YggS». Журнал бионауки и биоинженерии . 122 (6): 689– 693. doi :10.1016/j.jbiosc.2016.06.010. ISSN 1389-1723.
^ Fountain, Jake C.; Yang, Liming; Pandey, Manish K.; Bajaj, Prasad; Alexander, Danny; Chen, Sixue; Kemerait, Robert C.; Varshney, Rajeev K.; Guo, Baozhu (2019-01-03). "Углеводы, глутатион и метаболизм полиаминов играют центральную роль в реакциях Aspergillus flavus на окислительный стресс с течением времени". doi :10.1101/511170 . Получено 18.11.2023 .
^ abcd Сервилло, Луиджи; Кастальдо, Доменико; Джоване, Альфонсо; Казале, Росарио; Д'Онофрио, Нунциа; Каутела, Доменико; Балестриери, Мария Луиза (апрель 2018 г.). «Офтальминовая кислота является маркером окислительного стресса как у растений, так и у животных». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) – Общие предметы . 1862 (4): 991–998 . doi :10.1016/j.bbagen.2018.01.015. ISSN 0304-4165.
^ ab Pinsorn, Pinnapat; Oikawa, Akira; Watanabe, Mutsumi; Sasaki, Ryosuke; Ngamchuachit, Panita; Hoefgen, Rainer; Saito, Kazuki; Sirikantaramas, Supaart (декабрь 2018 г.). «Метаболические изменения в мякоти двух сортов дуриана: выявление метаболитов, влияющих на вкус». Пищевая химия . 268 : 118– 125. doi : 10.1016/j.foodchem.2018.06.066. ISSN 0308-8146.
^ abcd Бакстер, Бриджит; Оппель, Рене; Райан, Элизабет (2018-12-22). «Фасоль влияет на метаболом стула и метаболические пути для здоровья толстой кишки у перенесших рак». Питательные вещества . 11 (1): 28. doi : 10.3390/nu11010028 . ISSN 2072-6643. PMC 6356708 .
^ Шомейкерс, Бауке В.; Херманс, Джилл; Ясперс, Йоррик Р. Дж.; Саломонс, Гаджа; Ваз, Фредерик М.; ван Вегель, Мишель; Хауткупер, Рикельт Х. (июнь 2022 г.). «Полярная метаболомика в биопсиях мышц человека с использованием жидкостно-жидкостной экстракции и полносканирующей ЖХ-МС». Протоколы STAR . 3 (2): 101302. doi : 10.1016/j.xpro.2022.101302 . ISSN 2666-1667. PMC 9035783 .
^ ab Рябова, Алина; Корнетт, Ричард; Черкасов, Александр; Ватанабэ, Масахико; Окуда, Такаши; Шагимарданова, Елена; Кикавада, Такахиро; Гусев, Олег (2020-07-28). «Комбинированный анализ метаболома и транскриптома выявляет ключевые компоненты полной устойчивости к высыханию у ангидробиотических насекомых». Труды Национальной академии наук . 117 (32): 19209– 19220. doi : 10.1073/pnas.2003650117 . ISSN 0027-8424. PMC 7431039 .
^ Ремо, Софи Шарлотта; Хеврой, Эрнст Мортен; Брек, Олав; Олсвик, Пол Асгейр; Ваагбё, Руне (18 апреля 2017 г.). «Метаболомное профилирование хрусталика как инструмент для понимания катарактогенеза у атлантического лосося и радужной форели, выращиваемых при оптимальной и высокой температуре». ПЛОС ОДИН . 12 (4): e0175491. дои : 10.1371/journal.pone.0175491 . ISSN 1932-6203. ПМК 5395160 .
^ ab Abasht, Behnam; Mutryn, Marie F.; Michalek, Ryan D.; Lee, William R. (2016-04-20). "Окислительный стресс и метаболические нарушения при заболевании деревянной груди у кур". PLOS ONE . 11 (4): e0153750. doi : 10.1371/journal.pone.0153750 . ISSN 1932-6203. PMC 4838225 .
^ abc Орловски, М; Вилк, С (1978-02-15). "Синтез глазной кислоты в печени и почках in vivo". Biochemical Journal . 170 (2): 415– 419. doi :10.1042/bj1700415. ISSN 0306-3283. PMC 1183909. PMID 637852 .
^ ab Андрес Ибарра, Рафаэль; Аббас, Р.; Комбу, Р.С.; Чжан, Го-Фан; Якобс, Г.; Ли, З.; Бруненграбер, Х.; Санабрия, Дж.Р. (18.09.2011). «Нарушения в системе окислительно-восстановительного буфера глутатиона/офтальмата в модели гепатоцеллюлярной карциномы, вызванной вирусом гепатита, у сурков». HPB Surgery . 2011 : 1– 9. doi : 10.1155/2011/789323 . ISSN 0894-8569. PMC 3175733 .
^ abcdef Цубои, Сейджи; Хирота, Казухиро; Огата, Казуми; Омори, Синдзи (февраль 1984 г.). «Офтальмическая и норофтальмовая кислота в хрусталике, печени и мозге высших животных». Аналитическая биохимия . 136 (2): 520– 524. doi :10.1016/0003-2697(84)90255-0. ISSN 0003-2697.
^ Аб Маэкава, Кейко; Хираяма, Акиёси; Ивата, Юко; Тадзима, Йоко; Нисимаки-Могами, Томоко; Сугавара, Сёко; Уэно, Норико; Абэ, Хироши; Исикава, Масаки; Мураяма, Маюми; Мацудзава, Юмико; Наканиси, Хироки; Икеда, Казутака; Арита, Макото; Тагучи, Ре (июнь 2013 г.). «Глобальный метаболомический анализ ткани сердца на модели хомяка при дилатационной кардиомиопатии». Журнал молекулярной и клеточной кардиологии . 59 : 76–85 . doi :10.1016/j.yjmcc.2013.02.008. ISSN 0022-2828.
^ ab Sethna, Shirley S.; Gander, John E.; Rathbun, William B. (январь 1984 г.). «Глутатионсинтетаза хрусталика быка: аномалии ферментативно-катализируемого образования глазной кислоты». Current Eye Research . 3 (7): 923– 928. doi :10.3109/02713688409167209. ISSN 0271-3683.
^ Уэйли, С.Г. (1958-01-01). «Кислые пептиды хрусталика. 3. Структура офтальмологической кислоты». Биохимический журнал . 68 (1): 189– 192. doi :10.1042/bj0680189. ISSN 0306-3283. PMC 1200251. PMID 13522597 .
^ Шёнхейдер, Ф.; Элерс, Н.; Хаст, Б. (сентябрь 1975 г.). «Замечания о соотношении водянистой влаги и плазмы для аминокислот и родственных соединений у пациентов с различными хроническими глазными заболеваниями». Acta Ophthalmologica . 53 (4): 627– 634. doi :10.1111/j.1755-3768.1975.tb01781.x. ISSN 1755-375X.
^ Kombu, Rajan S.; Zhang, Guo-Fang; Abbas, Rime; Mieyal, John J.; Anderson, Vernon E.; Kelleher, Joanne K.; Sanabria, Juan R.; Brunengraber, Henri (июль 2009 г.). «Динамика глутатиона и офтальмата, отслеживаемая с помощью обогащенной 2H воды организма у крыс и людей». American Journal of Physiology. Эндокринология и метаболизм . 297 (1): E260 – E269 . doi :10.1152/ajpendo.00080.2009. ISSN 0193-1849. PMC 2711657. PMID 19401458 .
^ аб Янссенс, Жорж Э.; Гревендонк, Лотте; Перес, Рубен Сапата; Шомейкерс, Бауке В.; де Фогель-ван ден Бош, Йохан; Гертс, Ян М.В.; ван Вегель, Мишель; Шраувен, Патрик; Хауткупер, Рикельт Х.; Хукс, Йорис (17 февраля 2022 г.). «Здоровое старение и мышечная функция положительно связаны с обилием НАД+ у людей». Природное старение . 2 (3): 254–263 . doi : 10.1038/s43587-022-00174-3. ISSN 2662-8465.
^ Гарсия-Цао, Гваделупе; Форчун, Бретт (2013-01-30). "Оценка факультета 1000 для систематического обзора офтальмата как нового биомаркера истощения гепатического глутатиона". doi : 10.3410/f.717969185.793470080 .{{cite web}}: Отсутствует или пусто |url=( помощь )
^ "Офтальмологическая кислота как показатель метаболизма глутатиона в печени у людей". Журнал клинических и трансляционных исследований . 2017. doi : 10.18053/jctres.03.2017s2.006 . ISSN 2424-810X. PMC 6412618 .
^ аб Кондо, Хироши; Камеда, Масахиро; Янагида, Мицухиро (26 декабря 2020 г.). «Метаболомика цельной крови в исследованиях старения». Международный журнал молекулярных наук . 22 (1): 175. дои : 10.3390/ijms22010175 . ISSN 1422-0067. ПМК 7796096 .
^ ab Priolo, Carmen; Khabibullin, Damir; Reznik, Ed; Filippakis, Harilaos; Ogórek, Barbara; Kavanagh, Taylor R.; Nijmeh, Julie; Herbert, Zachary T.; Asara, John M.; Kwiatkowski, David J.; Wu, Chin-Lee; Henske, Elizabeth P. (2018-06-11). "Нарушение активности гамма-глутамилтрансферазы 1 в метаболическом патогенезе хромофобной почечноклеточной карциномы". Труды Национальной академии наук . 115 (27). doi : 10.1073/pnas.1710849115 . ISSN 0027-8424. PMC 6142242 .
^ abc Фонг, Миранда Й.; МакДанн, Джонатан; Какар, Шам С. (2011-05-19). «Идентификация метаболитов в нормальном яичнике и их трансформация при первичном и метастатическом раке яичников». PLOS ONE . 6 (5): e19963. doi : 10.1371/journal.pone.0019963 . ISSN 1932-6203. PMC 3098284 .
^ Админ, Ада; Пипино, Катерина; Шах, Хетал; Пруденте, Сабрина; Пьетро, Наталья Ди; Цзэн, Лися; Пак, Кёнмин; Тришитта, Винченцо; Пеннатур, Субраманиан (10 июля 2020 г.). «Связь специфичного для диабета локуса ишемической болезни сердца 1q25 с изменениями γ-глутамилового цикла и повышенным уровнем метилглиоксаля в эндотелиальных клетках». дои : 10.2337/figshare.12616442 . Проверено 18 ноября 2023 г.
^ Камеда, Масахиро; Теруя, Такаюки; Янагида, Мицухиро; Кондо, Хироши (15.04.2020). «Маркеры слабости включают метаболиты крови, участвующие в антиоксидантной защите, познании и мобильности». Труды Национальной академии наук . 117 (17): 9483– 9489. doi : 10.1073/pnas.1920795117 . ISSN 0027-8424. PMC 7196897 .
^ Чалецкис, Романас; Мураками, Ицуо; Такада, Дзюнко; Кондо, Хироси; Янагида, Мицухиро (2016-03-28). «Индивидуальная изменчивость метаболитов крови человека определяет возрастные различия». Труды Национальной академии наук . 113 (16): 4252– 4259. doi : 10.1073/pnas.1603023113 . ISSN 0027-8424. PMC 4843419 .
^ Масуд, Афшан; Джейкоб, Минни; Гу, Синьюнь; Абдель Джабар, Май; Бенабделькамель, Хичам; Низами, Имран; Ли, Лян; Дасоуки, Маджед; Абдель Рахман, Анас М. (январь 2021 г.). «Отличительные метаболические профили между мутационными подклассами кистозного фиброза и функцией легких». Метаболомика . 17 (1). doi :10.1007/s11306-020-01760-5. ISSN 1573-3882.
^ Feuer, Sky K.; Donjacour, Annemarie; Simbulan, Rhodel K.; Lin, Wingka; Liu, Xiaowei; Maltepe, Emin; Rinaudo, Paolo F. (2014-11-01). "Sexually Dimorphic Effect of In Vitro Fertilization (IVF) on Adult Mouse Fat and Liver Metabolomes". Эндокринология . 155 (11): 4554– 4567. doi : 10.1210/en.2014-1465 . ISSN 0013-7227. PMC 4197990 .
^ Оффорд, Р. Э.; Филипп, Дж.; Дэвис, Дж. Г.; Халбан, П. А.; Бергер, М. (1979-07-15). «Ингибирование деградации инсулина офталамической кислотой и ингибитором панкреатической протеиназы быка». Biochemical Journal . 182 (1): 249– 251. doi :10.1042/bj1820249. ISSN 0264-6021. PMC 1161257. PMID 315228 .
^ аб Сога, Томойоши; Бэран, Ричард; Суэмацу, Макото; Уэно, Юки; Икеда, Сацуки; Сакуракава, Тадаюки; Какадзу, Юджи; Исикава, Такамаса; Роберт, Мартин; Нисиока, Такааки; Томита, Масару (июнь 2006 г.). «Дифференциальная метаболомика показывает, что офтальмовая кислота является биомаркером окислительного стресса, указывающим на потребление глутатиона печенью». Журнал биологической химии . 281 (24): 16768–16776 . doi : 10.1074/jbc.m601876200 . ISSN 0021-9258.
^ Карретеро, Айтор; Леон, Закариас; Гарсиа-Каньяверас, Хуан Карлос; Сарагоса, Анхела; Гомес-Лечон, Мария Хосе; Донато, Мария Тереза; Лаос, Агустин (27 июня 2014 г.). «Скрининг окислительного гомеостаза и повреждения ДНК, белков и липидов in vitro/in vivo с использованием UPLC/MS-MS». Аналитическая и биоаналитическая химия . 406 (22): 5465–5476 . doi : 10.1007/s00216-014-7983-5. ISSN 1618-2642.
^ Брунелли, Лаура; Кайола, Элиза; Марабезе, Мирко; Броджини, Массимо; Пасторелли, Роберта (12 мая 2014 г.). «Изучение метаболомного разнообразия мутантов KRAS в клетках немелкоклеточного рака легких». Онкотаргет . 5 (13): 4722–4731 . doi : 10.18632/oncotarget.1958 . ISSN 1949-2553. ПМК 4148094 .
^ Мехта, Хемал Х.; Сяо, Цзялинь; Рамирес, Рикардо; Миллер, Брендан; Ким, Су-Джонг; Коэн, Пинхас; Йен, Кельвин (июнь 2019 г.). «Метаболомный профиль мышей с ожирением, вызванным диетой, в ответ на лечение гуманином и малым гуманиноподобным пептидом 2». Метаболомика . 15 (6). doi : 10.1007/s11306-019-1549-7 . ISSN 1573-3882. PMC 6554247 .
^ Ли, Джеён; Кан, Ын Сил; Кобаяши, Шо; Хомма, Такудзиро; Сато, Хидэё; Со, Хан Гык; Фуджи, Дзюнъити (декабрь 2017 г.). «Жизнеспособность первичных гепатоцитов поддерживается при низком окислительно-восстановительном состоянии цистеина-глутатиона с заметным повышением продукции глазной кислоты». Experimental Cell Research . 361 (1): 178– 191. doi :10.1016/j.yexcr.2017.10.017. ISSN 0014-4827.
^ Геде, Пол; Вюст, Роб К.И.; Шомейкерс, Бауке В.; Денис, Симона; Ваз, Фредерик М.; Прас-Рейвс, Миа Л.; Вегел, Мишель; И, Чунь-Ся; Калсбек, Андрис; Хауткупер, Рикельт Х. (15 января 2022 г.). «Ограниченное по времени кормление во время неактивной фазы отменяет суточный ритм митохондриального дыхания в скелетных мышцах крыс». Журнал ФАСЭБ . 36 (2). дои : 10.1096/fj.202100707r . hdl : 20.500.11755/74eab261-4c7d-4293-b7fb-8389b96134d7 . ISSN 0892-6638.
^ ab "Офтальмологическая кислота как показатель метаболизма глутатиона в печени у людей". Журнал клинических и трансляционных исследований . 2017. doi : 10.18053/jctres.03.2017s2.006 . ISSN 2424-810X. PMC 6412618 .
^ Ghosh, Sujoy; Forney, Laura A.; Wanders, Desiree; Stone, Kirsten P.; Gettys, Thomas W. (2017-05-16). "Интегративный анализ тканеспецифических транскриптомных и метаболомных ответов на кратковременное ограничение метионина в рационе у мышей". PLOS ONE . 12 (5): e0177513. doi : 10.1371/journal.pone.0177513 . ISSN 1932-6203. PMC 5433721 .
^ Каур, Гурнит; Лесли, Элейн М.; Тиллман, Холли; Ли, Уильям М.; Свонлунд, Дайан П.; Карвеллас, Константин Дж. (2015-09-25). «Обнаружение глазной кислоты в сыворотке пациентов с острой печеночной недостаточностью, вызванной ацетаминофеном, чаще встречается у невыживших». PLOS ONE . 10 (9): e0139299. doi : 10.1371/journal.pone.0139299 . ISSN 1932-6203. PMC 4583290 .