グルタチオンS-トランスフェラーゼ

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グルタチオンS-トランスフェラーゼ（GST）は、グルタチオン抱合反応における主要酵素である。グルタチオン抱合反応の初期段階を触媒し、主として細胞質（サイトゾル）に存在する。

図1．グルタチオンS-トランスフェラーゼのタンパク質構造。

分類

基質の違いにより、少なくとも以下の5種類に分類される：

機能

GST活性は、γ-グルタミルシステイン合成酵素およびグルタチオン合成酵素によるGSH（還元型グルタチオン）の安定供給、ならびにGSH抱合体を細胞外へ排出する特異的トランスポーターの機能に依存する。GSTの主たる役割は、非極性の外来性基質（異物）に含まれる求電子性の炭素・硫黄・窒素原子に対してGSHが求核攻撃する反応を触媒し、これらが重要な細胞内タンパク質や核酸と相互作用することを防ぐことで、外来性化合物の解毒を担う点にある。具体的には、この機能は二段階から成る。すなわち、酵素の疎水性Hサイトに基質が結合し、隣接する親水性GサイトにGSHが結合して両者が酵素の活性部位を形成する；続いてGSHのスルフヒドリル基が活性化され、基質に対する求核攻撃が進行する。グルタチオン分子はN末端ドメインとC末端ドメインの間隙に結合し、触媒上重要な残基はN末端ドメインに存在すると考えられている。GST二量体の2つのサブユニット（天然ではヘテロ二量体またはホモ二量体）は、いずれも非基質結合部位とGSH結合部位を有する。しかし、細胞質型のμおよびαなどが形成するヘテロ二量体GST複合体では、2つのサブユニット間の間隙に、別の高親和性の非基質性外来性生体結合部位が存在する。これは、本酵素がヘテロ二量体を形成し得る能力を説明し得る。

臨床的意義

異常所見：

• 急性肝炎では、CSTの変動はALTと正の相関を示す；
• 重症肝炎および慢性肝炎では、ALT上昇例よりもGST上昇例の方が有意に多い；
• 重症肝炎患者では血清CSTが著明に上昇し、多くは健常者の5～8倍に達する；
• 急性重症肝炎患者では、GSTが正常値の数十倍まで上昇することがある。
• 検査が推奨される対象：肝炎が疑われる患者、または肝炎の判定（評価）を要する患者。

1. Glutathione S-alkyltransferase: catalyzes the glutathione binding reaction of alkyl halides and nitroalkanes. Mainly in the liver and kidneys.
2. Glutathione S-aryl transferase: mainly catalyzes the glutathione binding reaction of aromatic hydrocarbons or other cyclic compounds containing halogen or nitro groups, such as bromobenzene and organophosphorus pesticides. The enzyme mainly exists in the cytosol of the liver.
3. Glutathione S-aralkyltransferase: catalyzes the glutathione binding reaction of aralkyl groups, for example, aralkyl halides such as benzyl chloride. Mainly in the liver and kidneys.
4. Glutathione S-epoxide transferase: It catalyzes the combination of epoxide derivatives of aromatic hydrocarbons and halogenated benzene compounds with glutathione, mainly in the cytosol of liver and kidney.
5. Glutathione S-alkene transferase: It catalyzes the binding reaction of unsaturated olefin compounds containing α, β-unsaturated carbonyl groups with glutathione, mainly in the cytosol of liver and kidney.