综述：猫和狗中的谷胱甘肽转移酶：多样性、结构与功能

《Medicinal Chemistry Research》：Glutathione transferases in cats and dogs: diversity, structure, and function

本综述系统阐述了猫和狗体内谷胱甘肽转移酶（GSTs）的多样性、结构与功能，揭示了其与人类在GST基因表达（如GSTM和GSTT）上的显著差异，强调了物种特异性对异源物解毒（xenobiotic detoxification）和毒性风险调控的重要性。

　　

Abstract

谷胱甘肽化（Glutathionylation）是一种重要的II相生物转化（Phase II biotransformation）途径，该途径利用谷胱甘肽转移酶（Glutathione transferases, GSTs）将谷胱甘肽与具有巨大化学结构多样性的亲电试剂结合。经过进一步处理后，生成的代谢物具有高极性并被迅速排出体外。因此，该途径是异源物解毒（xenobiotic detoxification）的一条重要路线。

猫和狗共同拥有至少27种胞质谷胱甘肽转移酶，分属于GST-A、-M、-P、-T、-Z和-O类别，其中GSTA、GSTM、GSTP和GSTT类别表现出最大的遗传多样性。在狗的大多数组织中均已证实存在GST转录本和蛋白表达，但在猫中的研究较少。与人类相比，猫和狗这两个物种具有较少活跃表达的GSTM基因，但拥有更多数量的活跃GSTT基因。狗和猫还表达独特的GSTP1样和GSTT1样酶。这些在GST类型和数量上的差异，以及影响猫和狗GST蛋白二级和三级结构的残基变化，共同影响了底物选择性和催化效率。需要进一步的研究，尤其是在猫身上，以了解谷胱甘肽化过程中的物种差异如何调节暴露于特定药物和环境污染物后的毒性风险。

Diversity of GSTs in Cats and Dogs

猫和狗的GST repertoire（全部组成）包含至少27种胞质酶，涵盖GST-A、-M、-P、-T、-Z及-O等多个类别。其中，GSTA、GSTM、GSTP和GSTT类显示出最丰富的遗传多样性。这种多样性是物种在进化过程中适应不同环境压力和代谢需求的结果。

Tissue Expression Patterns

在狗中，GST的转录本和蛋白质已在大多数组织中被证实表达，表明其具有广泛的代谢活性。相比之下，猫的GST表达数据较为有限，提示我们对其解毒能力的理解存在重要缺口。这种表达差异可能部分解释了为何猫对某些药物（如扑热息痛）和环境毒素更为敏感。

Comparison with Humans and Functional Implications

一个关键的物种差异在于GSTM和GSTT基因的活性。与人类相比，猫和狗拥有更少的活性GSTM基因，但更多的活性GSTT基因。此外，它们还表达独特的GSTP1-like和GSTT1-like酶。这些酶在氨基酸序列、二级和三级结构上的残基变化，直接影响了其活性位点的构象，从而导致底物选择性（substrate selectivity）和催化效率（catalytic efficiency）的差异。这意味着一种对人类相对无害的化合物，可能在猫或狗体内因代谢迟缓或产生不同代谢产物而引发毒性。

Conclusion and Future Perspectives

猫和狗GST系统的独特性和复杂性，深刻影响着它们对药物和环境化学物的处理能力。目前，尤其是在猫身上，相关研究仍显不足。未来的研究需要深入探索这些物种差异如何具体调节特定毒素的毒性风险，这将为开发更安全的宠物药物、评估环境污染物的风险以及理解物种间代谢差异提供至关重要的科学依据。