peroxidases representerer enzymer som bryter ned hydrogenperoksyd eller organiske peroksider i hver organisme. Peroksider er sterke celletoksiner som produseres i en rekke biokjemiske oksidasjonsreaksjoner. Dette gjør peroksidaseene til en av de viktigste antioksidantene.
Hva er peroksidaser?
Peroksidaser er enzymer som i de fleste tilfeller bryter ned det giftige hydrogenperoksydet. Disse enzymene reduserer også organiske peroksider.
I disse reaksjonene mottar det tilsvarende peroksyd to elektroner og to protoner i delvise trinn. Dette betyr at det er en overføring av hydrogenatomer. Bindingen mellom peroksydets to oksygenatomer brytes. Peroksidaseene inkluderer katalase, cytokrom c peroxidase, skjoldbrusk peroxidase og glutathione peroxidase. Hydrogenatomene kommer fra såkalte hydrogengivere. Hydrogenperoksyd eller organiske peroksider er underlagene. Catalase er et spesielt tilfelle.
Når det gjelder katalase som peroksydase, fungerer et andre hydrogenperoksydmolekyl som en hydrogendonor. Så det overfører hydrogenatomer. To molekyler med hydrogenperoksyd blir til to vannmolekyler og ett oksygenmolekyl. Ved hjelp av hydrogenperoksyd oksiderer cytokrom c peroxidase for eksempel ferroformen til cytokrom C. Ved hjelp av skjoldbruskperoksydase reduseres et jodidion i nærvær av hydrogenperoksyd, som umiddelbart omdannes til aminosyren tyrosin for å danne skjoldbruskkjertelhormonene.
Glutathione peroxidase er en viktig peroxidase. Dette katalyserer oksidasjonen av glutation med hydrogenperoksyd med dannelse av vann. Dette gjør det til en av de viktigste antioksidantene i kroppen.
Funksjon, effekt og oppgaver
Den viktigste oppgaven med peroksidaser er å bryte ned giftig hydrogenperoksyd og organiske peroksider i organismen. Peroksider er veldig aggressive stoffer som veldig enkelt kan oksidere kroppens egne biomolekyler.
I mange oksidative metabolske prosesser oppstår de ofte som metabolitter. Når peroksydene brytes, frigjøres vanligvis hydrogenperoksid, som angriper andre endogene stoffer. Frie radikaler dannes også alltid som mellomprodukter ved omdannelse av peroksider. For å begrense effekten av frie radikaler, må derfor peroksydene også brytes ned. Enzymkatalasen er ansvarlig for direkte nedbrytning av hydrogenperoksyd i vann og oksygen. Glutathione peroxidase oksiderer glutathione sulfide og reduserer samtidig hydrogenperoksyd til vann. Glutathione er et tripeptid laget av glutaminsyre, cystein og glycin.
I leveren som en antioksidant, er den den viktigste aktive ingrediensen i avgiftning av kroppen. Det oksideres i prosessen. Hvis den blir brukt til utmattelsespunktet, kan akutt leversvikt oppstå fordi avgiftningsreaksjonene som alltid er nødvendige ikke lenger finner sted. Som et resultat er enzymet glutathione peroxidase ekstremt viktig som en komponent i det cellulære forsvaret mot oksidativt stress. En mangel på dette enzymet kan føre til arteriosklerose, svulster og nevrodegenerative sykdommer.
Skjoldbruskperoksidase bygger på sin side jod i skjoldbruskhormonene gjennom oksidasjon av jodid. Også her overføres hydrogenatomer fra tyrosin til hydrogenperoksyd under oksydasjonen av jodidionet. Skjoldbruskhormonene og vannet dannes i prosessen.
Utdanning, forekomst, egenskaper og optimale verdier
Peroksidaseene er hovedsakelig lokalisert i peroksisomene i cellen. Peroksisomer er membranforseglede celleorganeller der de aggressive peroksydene brytes ned. Disse reaksjonene må skje separat fra resten av celleområdet fordi de kan være farlige for resten av cellen. Peroksisomene inneholder peroksidaser, som der bryter ned hydrogenperoksyd og andre peroksider uforstyrret av cytoplasmaet i cellen.
Antall og størrelse på peroksisomer og deres proteininnhold avhenger av celletypen. Jo flere avgiftningsreaksjoner som må finne sted, jo større er antall og volum av vesikler. Peroksisomene inneholder omtrent 60 oksidaser og monooxygenases, som katalyserer nedbrytningen av fettsyrer og andre stoffer med inkludering av oksygen. Peroksider dannes som spesielt reaktive mellomprodukter, som derfor må brytes ned ved hjelp av peroksydasene.
Sykdommer og lidelser
Hydrogenperoksyd som et mellomprodukt, hovedsakelig ved oksidativ nedbrytning av fett, har store effekter på organismen. Det har en oksiderende effekt og kan skade kroppen. Derfor spiller peroksidaseene en veldig viktig rolle, spesielt med tanke på oksidativt stress.
Som antioksidanter er glutathionperoxidaser spesielt en del av det cellulære forsvarssystemet. Glutathione peroxidases er bygget opp fra glutathione. De er avhengige av selen som en kofaktor. Glutathione er et tripeptid som består av glutaminsyre, cystein og glycin.Selen binder seg til cystein i enzymene, og selen cystein er det reaktive sentrum for enzymet. En funksjonsfeil eller mangel på glutathionperoxidase kan føre til alvorlige helseproblemer. Denne mangelen er ofte forårsaket av en selenmangel. Dette begrenser enzymets funksjon. Spesielt i noen områder i Kina, der jorden er veldig dårlig i selen, forekommer det såkalte Keshan-syndromet (oppkalt etter Keshan-distriktet).
Sykdommen manifesterer seg i hjerteproblemer som hjertearytmier, hjertesvikt eller til og med kardiogent sjokk. Glutathione peroxidases oppstår fra glutathione. Dette finnes spesielt i leveren og produseres konstant i kroppen. Når større konsentrasjoner av peroksider er til stede, forbrukes imidlertid glutation veldig raskt ved oksidasjon. Dette kan skje raskt med fysisk trening, emosjonelt stress eller infeksjoner. En usunn livsstil med dårlig kosthold, miljøgifter, alkohol, sigarettrøyk og mye mer kan også føre til glutathionmangel.
Denne mangelen manifesterer seg i et svekket immunforsvar og en overbelastning av leveren. Hvis helseplagene ennå ikke er blitt kroniske, fører en endring i livsstil raskt til bedring, fordi glutation dannes raskt igjen.
