Glutathione and redox signaling in substance abuse

Abstract

Throughout the last couple decades, the cause and consequences of substance abuse has expanded to identify the underlying neurobiological signaling mechanisms associated with addictive behavior. Chronic use of drugs, such as cocaine, methamphetamine and alcohol leads to the formation of oxidative or nitrosative stress (ROS/RNS) and changes in glutathione and redox homeostasis. Of importance, redox-sensitive post-translational modifications on cysteine residues, such as S-glutathionylation and S-nitrosylation could impact on the structure and function of addiction related signaling proteins. In this commentary, we evaluate the role of glutathione and redox signaling in cocaine-, methamphetamine- and alcohol addiction and conclude by discussing the possibility of targeting redox pathways for the therapeutic intervention of these substance abuse disorders.

Free radicals, reactive oxygen species, oxidative stress and its classification

“…219 Glutathione level is finely adjusted by organisms to specific condi-220 tions via several regulatory pathways. Interestingly, GSH as other 221 thiols may interact with nitric oxide ( Å NO) to neutralize it and at 222 the same time providing additional regulatory mechanism for 223 ROS-related processes like s-nitrosylation [43][44][45][46][47][48] …”

“…It is well established that 565 cysteine oxidation to sulfenic acid is used for ROS signaling. In 566 addition, sulfenic acid residues may interact with reduced glutathi-567 one to form mixed disulfides adapted to signaling and/or protec-568 tion of thiol groups from further oxidation[43,47,48]. Since 569 glutathione residue can be removed from the proteins it is sug-570 gested to be protective mechanism under oxidative boots which 571 means that at recovery initial functional activity of glutathionylat-572 ed proteins may be restored.573 6.…”

New perspectives for use of gamma-glutamyltranspeptidase in clinical enzymes tests

“…Гетеродимерный белок ГГТП человека детерми нируется семейством гена, состоящим, по крайней мере, из семи различных локусов, преимуществен но расположеных на длинном плече хромосомы 22 [38]. Белок экспрессируется в виде отдельного по липептида, который затем расщепляется с помощью специфической протеазы, с образованием тяжелой (68 кД) и легкой (22 кД) цепей.…”

“…В экспериментах на клеточных клонах in vitro продемонстрировано участие ГГТП в процессе S глутатионилирования белков [18,38]. В клетках с увеличенной экспрессией ГГТП S глутатионили рованные белки накапливались в бoльшей степе ни, а ингибирование ГГТП уменьшало образование модифицированных белков.…”

“…3. Схема посттрансляционной модификации белков путем S глутатио нирования и S нитрозилирования [38] 10 атеросклероза, метаболического синдрома, сахар ного диабета 2 го типа, сердечно сосудистых забо леваний выявляются, когда значения активности фермента находятся в пределах верхнего квартиля референсных значений [14,22,26,27]. Из этого сле дует, что референсные интервалы должны быть определены с учетом возрастных, гендерных, нут риентных и других факторов в популяции.…”