Protein S-glutathionylation reactions as a global inhibitor of cell metabolism for the desensitization of hydrogen peroxide signals
Notice bibliographique
Résumé
The pathogenesis of many human diseases has been attributed to the over production of reactive oxygen species (ROS), particularly superoxide (O2●-) and hydrogen peroxide (H2O2), by-products of metabolism that are generated by the premature reaction of electrons with molecular oxygen (O2) before they reach complex IV of the respiratory chain. To date, there are 32 known ROS generators in mammalian cells, 16 of which reside inside mitochondria. Importantly, although these ROS are deleterious at high levels, controlled and temporary bursts in H2O2 production is beneficial to mammalian cells. Mammalian cells use sophisticated systems to take advantage of the second messaging properties of H2O2. This includes controlling its availability using antioxidant systems and negative feedback loops that inhibit the genesis of ROS at sites of production. At its core, ROS production depends on fuel metabolism. Therefore, desensitizing H2O2 signals would also require the temporary inhibition of fuel combustion and fluxes through metabolic pathways that promote ROS production. Additionally, this would also demand the diversion of fuels and nutrients into pathways that generate NADPH and other molecules required to maintain cellular redox buffering capacity. Therefore, fuel selection and metabolic flux plays an integral role in dictating the strength and duration of cellular redox signals. In the present review I provide an updated view on the function of protein S-glutathionylation, a ubiquitous redox sensitive modification involving the formation of a disulfide between the small molecular antioxidant glutathione and a cysteine residue, in the regulation of cellular metabolism on a global scale. To date, these concepts have mostly been reviewed at the level of mitochondrial bioenergetics in the contexts of health and disease. Careful examination of the literature revealed that glutathionylation is a temporary inhibitor of most metabolic pathways including glycolysis, the Krebs cycle, oxidative phosphorylation, amino acid metabolism, and fatty acid combustion, resulting in the diversion of fuels towards NADPH-producing pathways and the inhibition of ROS production. Armed with this information, I propose that protein S-glutathionylation reactions desensitize H2O2 signals emanating from catabolic pathways using a three-pronged regulatory mechanism; 1) inhibition of metabolic flux through pathways that promote ROS production, 2) diversion of metabolites towards pathways that support antioxidant defenses, and 3) direct inhibition of ROS-generating enzymes.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,002 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».