Peroksydazy

Peroksydazy reprezentują enzymy, które rozkładają nadtlenek wodoru lub nadtlenki organiczne w każdym organizmie. Nadtlenki to silne toksyny komórkowe, które są wytwarzane w licznych biochemicznych reakcjach utleniania. To sprawia, że ​​peroksydazy są jednymi z najważniejszych przeciwutleniaczy.

Co to są peroksydazy?

Peroksydazy to enzymy, które w większości przypadków rozkładają toksyczny nadtlenek wodoru. Enzymy te również redukują nadtlenki organiczne.

W tych reakcjach odpowiedni nadtlenek otrzymuje w podetapach dwa elektrony i dwa protony. Oznacza to, że następuje transfer atomów wodoru. Wiązanie między dwoma atomami tlenu nadtlenku zostaje zerwane. Peroksydazy obejmują katalazę, peroksydazę cytochromu c, peroksydazę tarczycową i peroksydazę glutationową. Atomy wodoru pochodzą od tak zwanych donorów wodoru. Substratami są nadtlenek wodoru lub nadtlenki organiczne. Szczególnym przypadkiem jest katalaza.

W przypadku katalazy jako peroksydazy, druga cząsteczka nadtlenku wodoru działa jako donor wodoru. Więc przenosi atomy wodoru. Dwie cząsteczki nadtlenku wodoru są przekształcane w dwie cząsteczki wody i jedną cząsteczkę tlenu. Przy pomocy nadtlenku wodoru peroksydaza cytochromu c utlenia się, na przykład ferroform cytochromu C. Za pomocą peroksydazy tarczycowej jon jodkowy jest redukowany w obecności nadtlenku wodoru, który jest natychmiast przekształcany z aminokwasem tyrozyną w hormony tarczycy.

Peroksydaza glutationowa jest ważną peroksydazą. To katalizuje utlenianie glutationu przez nadtlenek wodoru z utworzeniem wody. To sprawia, że ​​jest jednym z najważniejszych przeciwutleniaczy w organizmie.

Funkcja, efekt i zadania

Najważniejszym zadaniem peroksydaz jest rozkład toksycznego nadtlenku wodoru i nadtlenków organicznych w organizmie. Nadtlenki to bardzo agresywne substancje, które mogą bardzo łatwo utleniać własne biocząsteczki organizmu.

W wielu oksydacyjnych procesach metabolicznych często powstają jako metabolity. Kiedy nadtlenki się rozpadają, zwykle uwalnia się nadtlenek wodoru, który atakuje inne substancje endogenne. Wolne rodniki powstają również zawsze jako produkty pośrednie w przemianie nadtlenków. Aby ograniczyć działanie wolnych rodników, nadtlenki również muszą zostać rozbite. Enzym katalaza jest odpowiedzialny za bezpośredni rozkład nadtlenku wodoru w wodzie i tlenie. Peroksydaza glutationowa utlenia siarczek glutationu i jednocześnie redukuje nadtlenek wodoru do wody. Glutation to tripeptyd utworzony z kwasu glutaminowego, cysteiny i glicyny.

W wątrobie jako przeciwutleniacz jest najważniejszym aktywnym składnikiem odtruwającym organizm. W trakcie tego procesu ulega utlenieniu. Jeśli zastosuje się go do wyczerpania, może wystąpić ostra niewydolność wątroby, ponieważ reakcje detoksykacyjne, które zawsze są konieczne, już nie zachodzą. Dzięki temu enzym peroksydaza glutationowa ma ogromne znaczenie jako składnik obrony komórkowej przed stresem oksydacyjnym. Niedobór tego enzymu może prowadzić do miażdżycy, guzów i chorób neurodegeneracyjnych.

Z kolei peroksydaza tarczycy wbudowuje jod do hormonów tarczycy poprzez utlenianie jodku. Tutaj również atomy wodoru są przenoszone z tyrozyny do nadtlenku wodoru podczas utleniania jonu jodkowego. Powstają przy tym hormony tarczycy i woda.

Edukacja, występowanie, właściwości i optymalne wartości

Peroksydazy są zlokalizowane głównie w peroksysomach komórki. Peroksysomy to szczelnie zamknięte błonami organelle komórkowe, w których rozkładane są agresywne nadtlenki. Reakcje te muszą zachodzić oddzielnie od reszty obszaru komórki, ponieważ mogą być niebezpieczne dla reszty komórki. Peroksysomy zawierają peroksydazy, które rozkładają nadtlenek wodoru i inne nadtlenki niezakłócone przez cytoplazmę komórki.

Liczba i wielkość peroksysomów oraz zawartość w nich białka zależą od typu komórek. Im więcej musi zajść reakcji detoksykacyjnych, tym większa jest liczba i objętość pęcherzyków. Peroksysomy zawierają około 60 oksydaz i monooksygenaz, które katalizują rozkład kwasów tłuszczowych i innych substancji z włączeniem tlenu. Powoduje to również powstawanie nadtlenków jako szczególnie reaktywnych produktów pośrednich, które w związku z tym muszą zostać rozbite przy pomocy peroksydaz.

Choroby i zaburzenia

Nadtlenek wodoru jako produkt pośredni, głównie w rozpadzie oksydacyjnym tłuszczów, ma duży wpływ na organizm. Sam ma działanie utleniające i może uszkodzić organizm. Dlatego peroksydazy odgrywają bardzo ważną rolę w odniesieniu do stresu oksydacyjnego.

Jako przeciwutleniacze, w szczególności peroksydazy glutationowe są częścią komórkowego systemu obronnego. Peroksydazy glutationowe powstają z glutationu. Są zależne od selenu jako kofaktora. Glutation jest tripeptydem składającym się z kwasu glutaminowego, cysteiny i glicyny.W każdym z enzymów selen wiąże się z cysteiną, a cysteina selenu jest reaktywnym centrum enzymu. Wadliwe działanie lub brak peroksydazy glutationowej może prowadzić do poważnych problemów zdrowotnych. Ten niedobór jest często spowodowany niedoborem selenu. Ogranicza to funkcję enzymu. Szczególnie w niektórych obszarach Chin, gdzie gleba jest bardzo uboga w selen, występuje tak zwany zespół Keshan (nazwany tak od dzielnicy Keshan).

Choroba objawia się problemami z sercem, takimi jak zaburzenia rytmu serca, niewydolność serca, a nawet wstrząs kardiogenny. Peroksydazy glutationowe powstają z glutationu. Występuje szczególnie w wątrobie i jest stale wytwarzany w organizmie. Jednak gdy obecne są większe stężenia nadtlenków, glutation jest bardzo szybko zużywany przez utlenianie. Może to nastąpić szybko w przypadku aktywności fizycznej, stresu emocjonalnego lub infekcji. Niezdrowy styl życia ze złą dietą, toksynami środowiskowymi, alkoholem, dymem papierosowym i wieloma innymi przyczynami może również prowadzić do niedoboru glutationu.

Ten niedobór objawia się osłabieniem układu odpornościowego i przeciążeniem wątroby. Jeśli dolegliwości zdrowotne nie stały się jeszcze chroniczne, zmiana stylu życia szybko prowadzi do wyzdrowienia, ponieważ glutation szybko się ponownie tworzy.