Le glutathion est le plus court vrai peptide de ce catalogue : trois résidus, 307,3 g/mol, écrit γ-Glu-Cys-Gly. La lettre grecque n'est pas décorative. Elle consigne que la première liaison peptidique passe par le « mauvais » carboxyle — celui de la chaîne latérale du glutamate, non celui de son squelette — et ce seul fait explique l'essentiel de ce que la molécule a d'inhabituel.
La seconde chose à savoir concerne son unique atome de soufre. Il appartient à la cystéine et c'est un thiol libre, et un thiol libre préférerait être la moitié d'un disulfure. Deux molécules de glutathion s'oxydent en une molécule de disulfure de glutathion, composé différent de masse différente — et un flacon étiqueté forme réduite est toujours, lentement, en route vers la forme oxydée.
- Glutathion réduit (GSH) : C10H17N3O6S, 307,3 g/mol, CAS 70-18-8 (PubChem CID 124886).
- γ-Glu-Cys-Gly — le glutamate est lié par le carboxyle de sa chaîne latérale, que les peptidases ordinaires ne clivent pas.
- L'unique soufre est un thiol libre sur la cystéine ; il n'y a aucun pont disulfure dans la molécule.
- Deux GSH s'oxydent en un disulfure de glutathion (GSSG) : C20H32N6O12S2, 612,6 g/mol (PubChem CID 65359) — deux molécules moins deux hydrogènes.
- Un certificat pour ce composé doit dire quelle part est réduite et quelle part est déjà le dimère ; un pourcentage de pureté seul ne le dit pas.
Ce que consigne le γ
Le glutamate possède deux groupes carboxyle : l'un sur le squelette, le carboxyle α que porte tout acide aminé, l'autre au bout de la chaîne latérale, le carboxyle γ. Une liaison peptidique normale avec le glutamate utilise le carboxyle α. Dans le glutathion, la cystéine est attachée au carboxyle γ, ce qui laisse libres le carboxyle α et l'amine α du glutamate : la molécule a, en pratique, un acide aminé entier suspendu à une extrémité par sa chaîne latérale.
La conséquence est pratique. Les enzymes qui démontent les peptides — les peptidases — reconnaissent les liaisons α-peptidiques, et celle-ci n'en est pas une. Les peptidases ordinaires laissent la liaison γ-glutamyle tranquille ; une classe d'enzymes à part, les γ-glutamyl-transpeptidases, existe pour s'en charger. C'est pourquoi un peptide de trois résidus survit là où un peptide de trois résidus ne le devrait pas — propriété de la liaison, non d'une quelconque allégation.
Un seul soufre, et ce qu'il fait de lui-même
La formule C10H17N3O6S porte exactement un soufre, sur la cystéine, sous forme de thiol : un groupe S–H. Les thiols s'oxydent : deux d'entre eux cèdent chacun un hydrogène et s'unissent par leurs soufres en un disulfure, S–S. Faites-le à deux molécules de glutathion et le produit est une molécule de disulfure de glutathion, le GSSG.
L'arithmétique se vérifie sur les deux formules. Deux fois C10H17N3O6S donne C20H34N6O12S2 ; ôtez les deux hydrogènes perdus dans la formation de la liaison S–S et il reste C20H32N6O12S2, soit le GSSG. En masse : 2 × 307,32 = 614,64, moins 2 × 1,008 = 612,62 ; PubChem donne 612,6 pour le GSSG. Rien n'a été ajouté : deux molécules n'en font plus qu'une et ont perdu deux hydrogènes à elles deux.
| GSH (réduit) | GSSG (oxydé) | MOTS-c, une Met oxydée | |
|---|---|---|---|
| Formule | C10H17N3O6S | C20H32N6O12S2 | C101H152N28O23S2 |
| Masse (g/mol) | 307,3 | 612,6 | 2190,6 |
| Ce qu'a fait l'oxydation | — | Uni deux molécules, −2 H | Ajouté un O, +16 |
| État du soufre | Thiol, S–H | Disulfure, S–S | Sulfoxyde, S=O |
| Molécules par produit | 1 | 2 → 1 | 1 → 1 |
L'air suffit à l'entraîner. Une poudre lyophilisée est stable ; une solution exposée à l'air ne l'est pas, et la conversion est plus rapide à pH neutre ou basique et en présence de traces de métaux. C'est un fait de conservation et de manipulation, et les règles générales sont traitées ailleurs.
Ce qu'un certificat doit en dire
Pour la plupart des composés d'ici, les deux lignes utiles sont la pureté HPLC et l'identité par spectrométrie de masse. Pour le glutathion, une troisième question précède les deux : quelle part du matériel est encore la forme réduite. GSH et GSSG sont des composés différents qui se séparent en HPLC, et une valeur de pureté qui les confond sous « glutathion » décrit la paire, non ce qui figure sur l'étiquette.
On mesure directement les thiols libres — la méthode classique emploie le réactif d'Ellman, qui réagit avec le S–H libre et non avec le S–S — et elle répond à la question que pose l'étiquette : quelle fraction du flacon est la forme réduite. Un certificat qui donne GSH et GSSG en deux chiffres, ou une teneur en thiol libre à côté de la pureté HPLC, dit ce qu'un pourcentage unique ne peut pas dire.
Les non-peptides avec lesquels il partage l'étagère
Le glutathion voisine le NAD+ et le 5-Amino-1MQ dans ce catalogue, et c'est le seul des trois à être un peptide. Le NAD+ est un dinucléotide de 663,4 g/mol ; le 5-Amino-1MQ un sel de quinolinium de 286,11. Le glutathion, à 307,3, a presque exactement la masse de ce sel et rien de sa nature : une chaîne de trois acides aminés, si étrangement liés que soient les deux premiers.
Questions fréquentes
- Que signifie le γ de γ-Glu-Cys-Gly ?
- Que le glutamate est lié à la cystéine par le carboxyle de sa chaîne latérale (le carboxyle γ) et non par celui du squelette. C'est une vraie liaison peptidique, mais pas une liaison α, et les peptidases ordinaires ne la clivent pas.
- Quelle est la différence entre GSH et GSSG ?
- Le GSH est le glutathion réduit : une molécule à thiol libre, 307,3 g/mol. Le GSSG est le disulfure de glutathion : deux GSH unis par leurs soufres avec perte de deux hydrogènes, C20H32N6O12S2, 612,6 g/mol. Ce sont des composés différents et ils se séparent en HPLC.
- Le glutathion a-t-il un pont disulfure ?
- Pas la forme réduite. Son unique soufre est un thiol libre. Le disulfure n'apparaît que lorsque deux molécules s'oxydent ensemble en GSSG, et c'est une liaison entre deux molécules, non à l'intérieur d'une seule.
- Pourquoi un pourcentage de pureté ne suffit-il pas pour ce composé ?
- Parce que l'impureté la plus probable est le GSSG, qui est aussi du glutathion au sens large. Un certificat utile donne séparément les formes réduite et oxydée, ou une teneur en thiol libre à côté de la pureté HPLC.