硫化氢代谢与神经保护作用
内源性,激酶,脑缺血,1H2S的产生及分解,1CBS,2CSE,33-MST,CAT,4H2S的分解,2硫化氢的神经保护作用,1AD,2PD,3脑缺血,4FS,5其他神经退行性疾病,3总结与展望
张书虎,李静,马兰,李晨晔(哈尔滨医科大学附属第二医院老年病科,哈尔滨 150086)
硫化氢(hydrogen sulfide,H2S)一直被认为是一种透明的有毒气体,具有强烈的臭味,是继一氧化氮(nitric oxide,NO)和一氧化碳(carbon monoxide,CO)后的第3种气体信号分子[1]。近20年通过对H2S病理和生理学方面的大量研究,在H2S产生、分解代谢、抗炎、抗凋亡、促血管生成以及通过抗氧化介导细胞保护方面取得了巨大的成就[2],包括离子通道、蛋白激酶、转录因子、生长因子及炎症因子在内的多种因素参与H2S介导的信号传导。胱硫醚β-合成酶 (cystathionine beta-synthase,CBS)、胱硫醚γ-裂解酶(cystathionine gamma-lyase,CSE)、含半胱氨酸转氨酶的3-巯基丙酮酸硫转移酶(3-mercaptopyruvate sulfurtransferase/cysteine transaminase,3-MST/CAT)和含D-氨基酸氧化酶的3-巯基丙酮酸硫转移酶(3-mercaptopyruvate sulfurtransferase/D-amino acid oxidase,3-MST/DAO)参与内源性H2S的生成,他们共同的底物即L-半胱氨酸。本文将重点讨论H2S在阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)、帕金森病(Parkinson disease,PD)、霍奇金病(Hodgkin disease,HD)、肌萎缩侧索硬化(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)、热性惊厥(febrile seizure,FS)及脑缺血中的神经保护作用、信号传导途径及其潜在应用。
1 H2S的产生及分解
内源性H2S产生过程中CBS、CSE和3-MST/CAT3种酶的共同底物是L-半胱氨酸[3]。研究表明D-半胱氨酸是一种比L-半胱氨酸毒性更小的半胱氨酸,其在肾脏和大脑中可通过3-MST/DAO途径产生内源性H2S[4]。3-MST途径产生的H2S大部分以硫磺形式存在,硫磺是内源性H2S大量储存的主要形式,同时研究也表明3-MST是内源性硫磺的主要产生者,而不是之前公认的CBS[5]。
1.1 CBS
CBS是一种依赖磷酸吡啶的酶,主要位于小脑、大脑和脑干。CBS可使半胱氨酸通过β消除反应产生H2S,亦可通过半胱氨酸与同型半胱氨酸的β置换反应产生H2S,后者效率更高 ......
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