Es werden fünf Klassen der humanen Leber GST (Molmasse 45–55 kDa) unterschieden, die auf Grund ihrer differenten isoelektrischen Punkte (pI;
Isoelektrischer Punkt) in basische (pI 7,3–9,0), neutrale (pI 5,5–6,5) und saure (pI 4,5–5,3) Klassen eingeteilt werden (Tab.
1). Sie setzen sich als Homo- oder Heterodimere aus
Untereinheiten der Molmassen von 24,8–26,7 kDa zusammen.
Tab. 1
Hauptformen der Glutathion-S-Transferasen
α | GST-A1-1 GST-A2-2 GST-A1-2 | B1B1-Typ B2B2-Typ B1B2-Typ | 25,9 25,9 25,9 | 8,9 8,75 8,4 | Hepatozyten (Ligandin) |
μ | GST-M1a-M1a
GST-M1b-1b
| μ ψ | 26,7 26,6 | 6,1 5,5 | |
θ | GST-Theta | θ | 26,6 | Ca. 8,0 | |
π | GST-P1-1 | GST-3 | 24,8 | 4,8 | Plazenta, Gallengangsepithel |
GST der Leber sind im Zytosol der Hepatozyten in hoher Konzentration vorhanden (3–4 % der löslichen Leberproteine), eine kleine Fraktion ist im endoplasmatischen Retikulum vertreten. Es dominiert die (basische) α-Klasse. Die (saure) π-Klasse ist nur in geringen Mengen, nicht in Hepatozyten, sondern in der Leber in Gallengangsepithelzellen vertreten. Die Funktion besteht in der Konjugation von reduziertem
Glutathion (Tripeptid der Struktur γ-Glutamyl-Cysteinyl-Glycin) mit einem breiten Spektrum elektrophiler
Xenobiotika, die dadurch inaktiviert, entgiftet und biliär eliminiert werden. Die Produkte der GST-Reaktion werden stufenweise durch Abspaltung des γ-Glutamylrests und von Glycin degradiert, wobei das entstehende Cysteinkonjugat entweder renal ausgeschieden oder in Leber und Niere zur Merkaptursäure acetyliert und dann renal oder in geringem Umfang biliär eliminiert wird. 40 % der Personen haben einen Mangel an der μ-Form (GST M1) aufgrund einer Gendeletion. Da dieses
Enzym an der Entgiftung mutagener karzinogener Substanzen besonders stark beteiligt ist, hat ihre Abwesenheit eine verminderte individuelle Entgiftungsfähigkeit und damit ein erhöhtes Risiko bei Belastung mit toxischen und karzinogenen Substanzen zur Folge (Risikofaktor für die Entstehung verschiedener Tumoren, z. B. raucherinduziertes
Lungenkarzinom, Kolorektal- und Urothelialkarzinom). Weitere Funktionen der GST beruhen auf ihrer hohen Bindungsaffinität für nichtpolare Moleküle, z. B.
Bilirubin,
Gallensäuren, Bromsulphthalein (
Bromsulphthalein-Test). Als Ligandin übernimmt eine Form der GST intrazelluläre Bilirubin-Transportfunktionen und kann als „Puffer“ dem plötzlichen Influx nichtpolarer Xenobiotika durch Bindung entgegenwirken und damit deren effektive Konzentration vermindern (Schutzfunktion). Die
Halbwertszeit in der Zirkulation beträgt <90 Minuten (für die α-Klasse).