Peroksidaasid

Peroksidaasid tähistavad ensüüme, mis lagundavad vesinikuperoksiidi või orgaanilisi peroksiide igas organismis. Peroksiidid on tugevad rakutoksiinid, mida toodetakse arvukates biokeemilistes oksüdatsioonireaktsioonides. See muudab peroksüdaasid üheks kõige olulisemaks antioksüdandiks.

Mis on peroksidaasid?

Peroksidaasid on ensüümid, mis enamasti lõhustavad toksilist vesinikperoksiidi. Kuid need ensüümid vähendavad ka orgaanilisi peroksiide.

Nendes reaktsioonides võtab vastav peroksiid alamfaasides vastu kaks elektroni ja kaks prootonit. See tähendab, et toimub vesinikuaatomite ülekandumine. Side peroksiidi kahe hapnikuaatomi vahel on katki. Peroksüdaaside hulka kuuluvad katalaas, tsütokroom c peroksüdaas, kilpnäärme peroksüdaas ja glutatiooni peroksüdaas. Vesiniku aatomid pärinevad niinimetatud vesiniku doonoritelt. Substraadid on vesinikperoksiid või orgaanilised peroksiidid. Katalaas on erijuhtum.

Katalaasi kui peroksüdaasi korral toimib vesinikdoonorina teine ​​vesinikperoksiidi molekul. Nii et see kannab üle vesiniku aatomeid. Vesinikperoksiidi kahest molekulist valmistatakse kaks molekuli vett ja üks hapniku molekul. Vesinikperoksiidi abil oksüdeerib tsütokroom c peroksüdaas näiteks tsütokroom C ferroformi. Kilpnäärme peroksüdaasi abil redutseeritakse vesinikperoksiidi juuresolekul jodiidiioon ja see muundatakse aminohappe türosiiniga kohe kilpnäärmehormoonideks.

Glutatiooni peroksüdaas on oluline peroksüdaas. See katalüüsib glutatiooni oksüdeerumist vesinikperoksiidi abil vee moodustumisel. See teeb sellest keha ühe olulisema antioksüdanti.

Funktsioon, mõju ja ülesanded

Peroksüdaaside kõige olulisem ülesanne on toksiliste vesinikperoksiidi ja orgaaniliste peroksiidide lagundamine organismis. Peroksiidid on väga agressiivsed ained, mis võivad keha enda biomolekulid väga hõlpsalt oksüdeerida.

Paljudes oksüdatiivsetes metaboolsetes protsessides tekivad need sageli metaboliitidena. Peroksiidide lagunemisel eraldub tavaliselt vesinikperoksiid, mis ründab teisi endogeenseid aineid. Vabad radikaalid tekivad peroksiidide muundamisel alati ka vaheproduktidena. Vabade radikaalide mõju piiramiseks tuleb seetõttu ka peroksiidid lagundada. Ensüümi katalaas vastutab vesinikperoksiidi otsese lagunemise eest vees ja hapnikus. Glutatiooni peroksüdaas oksüdeerib glutatioonsulfiidi ja samal ajal redutseerib vesinikperoksiidi veeks. Glutatioon on glutamiinhappest, tsüsteiinist ja glütsiinist valmistatud tripeptiid.

Maksas on see antioksüdandina keha detoksikatsiooni kõige olulisem toimeaine. See oksüdeeritakse protsessis. Kui seda rakendatakse kurnatuse piirini, võib tekkida äge maksapuudulikkus, kuna alati vajalikud võõrutusreaktsioonid enam ei toimu. Selle tulemusel on ensüüm glutatioonperoksüdaas äärmiselt oluline osa raku kaitsest oksüdatiivse stressi eest. Selle ensüümi puudus võib põhjustada arterioskleroosi, kasvajaid ja neurodegeneratiivseid haigusi.

Kilpnäärme peroksüdaas omakorda ehitab joodi kilpnäärmehormoonideks jodiidi oksüdeerimise kaudu. Ka siin viiakse jodiidiiooni oksüdeerimise käigus vesinikuaatomid türosiinist vesinikperoksiidiks. Selle käigus moodustuvad kilpnäärme hormoonid ja vesi.

Haridus, esinemine, omadused ja optimaalsed väärtused

Peroksidaasid paiknevad peamiselt raku peroksisoomides. Peroksisoomid on membraaniga suletud rakuorgaanid, milles agressiivsed peroksiidid lagunevad. Need reaktsioonid peavad toimuma ülejäänud rakupiirkonnast eraldi, kuna need võivad olla ülejäänud raku jaoks ohtlikud. Peroksisoomid sisaldavad peroksidaase, mis lagundavad raku tsütoplasmas häirimatult vesinikperoksiidi ja teisi peroksiide.

Peroksisoomide arv ja suurus ning nende valgusisaldus sõltuvad rakutüübist. Mida rohkem toimub võõrutusreaktsioone, seda suurem on vesiikulite arv ja maht. Peroksisoomid sisaldavad umbes 60 oksüdaasi ja monooksügenaasi, mis katalüüsivad rasvhapete ja muude ainete lagunemist koos hapniku lisamisega. See loob peroksiide kui eriti reaktiivseid vaheühendeid, mis tuleb seetõttu peroksidaaside abil lagundada.

Haigused ja häired

Vesinikperoksiid kui vahesaadus, peamiselt rasvade oksüdatiivsel lagunemisel, avaldab organismile suurt mõju. Sellel on ise oksüdeeriv toime ja see võib keha kahjustada. Seetõttu mängivad peroksidaasid oksüdatiivse stressi osas väga olulist rolli.

Antioksüdantidena kuuluvad raku kaitsesüsteemi eriti glutatiooni peroksidaasid. Glutatiooni peroksidaasid on üles ehitatud glutatioonist. Need sõltuvad selektorist kui kofaktorist. Glutatioon on glutamiinhappest, tsüsteiinist ja glütsiinist koosnev tripeptiid, seleen seondub ensüümides tsüsteiiniga ja ensüümi reaktiivne keskpunkt on seleentsüsteiin. Rikke või glutatiooni peroksüdaasi puudumine võib põhjustada tõsiseid terviseprobleeme. Selle puuduse põhjustab sageli seleenipuudus. See piirab ensüümi funktsiooni. Eriti mõnes Hiina piirkonnas, kus pinnas on seleeni väga vilets, tekib nn Keshani sündroom (nimetatud Keshani linnaosa järgi).

Haigus avaldub südameprobleemides nagu südame rütmihäired, südamepuudulikkus või isegi kardiogeenne šokk. Glutatiooni peroksüdaasid tekivad glutatioonist. Seda leidub eriti maksas ja toodetakse kehas pidevalt. Kui peroksiidide kontsentratsioonid on suuremad, kulub glutatioon oksüdeerimisel väga kiiresti. See võib juhtuda kiiresti füüsilise koormuse, emotsionaalse stressi või nakkuste korral. Ebatervislik eluviis koos kehva toitumisega, keskkonnamürgid, alkohol, sigaretisuits ja palju muud võib samuti põhjustada glutatioonivaegust.

See puudus avaldub nõrgenenud immuunsussüsteemis ja maksa ülekoormuses. Kui tervisekaebused pole veel krooniliseks muutunud, viib elustiili muutus kiiresti taastumiseni, sest glutatioon moodustub kiiresti uuesti.