peroxidaser

peroxidaser representerar enzymer som bryter ned väteperoxid eller organiska peroxider i varje organisme. Peroxider är starka cellgift som produceras i många biokemiska oxidationsreaktioner. Detta gör peroxidaserna till en av de viktigaste antioxidanterna.

Vad är peroxidaser?

Peroxidaser är enzymer som i de flesta fall bryter ned den giftiga väteperoxiden. Dessa enzymer reducerar också organiska peroxider.

I dessa reaktioner får motsvarande peroxid två elektroner och två protoner i delsteg. Det vill säga det finns en överföring av väteatomer. Bindningen mellan peroxidens två syreatomer bryts. Peroxidaserna inkluderar katalas, cytokrom-peroxidas, sköldkörtelperoxidas och glutation-peroxidas. Väteatomerna kommer från så kallade vätedonatorer. Väteperoxid eller organiska peroxider är substraten, katalas är ett speciellt fall.

När det gäller katalas som peroxidas fungerar en andra väteperoxidmolekyl som en vätedonator. Så det överför väteatomer. Två molekyler väteperoxid görs till två vattenmolekyler och en syremolekyl. Med hjälp av väteperoxid oxiderar cytokrom c peroxidas, till exempel ferroformen av cytokrom C. Med hjälp av sköldkörtelperoxidas, reduceras en jodidjon i närvaro av väteperoxid, och detta omvandlas omedelbart med aminosyran tyrosin för att bilda sköldkörtelhormonerna.

Glutathionperoxidas är ett viktigt peroxidas. Detta katalyserar oxidationen av glutation genom väteperoxid med bildning av vatten. Detta gör det till en av kroppens viktigaste antioxidanter.

Funktion, effekt och uppgifter

Peroxidasernas viktigaste uppgift är att bryta ned giftig väteperoxid och organiska peroxider i organismen. Peroxider är mycket aggressiva ämnen som mycket enkelt kan oxidera kroppens egna biomolekyler.

I många oxidativa metaboliska processer uppstår de ofta som metaboliter. När peroxiderna bryts ned släpps väteperoxid vanligtvis, vilket attackerar andra endogena ämnen. Fria radikaler bildas också alltid som mellanprodukter vid omvandlingen av peroxider. För att begränsa effekten av de fria radikalerna måste därför peroxiderna också brytas ned. Enzymkatalaset ansvarar för direkt nedbrytning av väteperoxid i vatten och syre. Glutation-peroxidas oxiderar glutation-sulfid och reducerar samtidigt väteperoxid till vatten. Glutathione är en tripeptid tillverkad av glutaminsyra, cystein och glycin.

I levern, som en antioxidant, är det den viktigaste aktiva ingrediensen för att avgifta kroppen. Det oxideras själv. Om den appliceras på utmattningspunkten kan akut leversvikt uppstå eftersom de avgiftningsreaktioner som alltid är nödvändiga inte längre äger rum. Som ett resultat är enzymet glutationperoxidas extremt viktigt som en del av det cellulära försvaret mot oxidativ stress. En brist på detta enzym kan leda till arterioskleros, tumörer och neurodegenerativa sjukdomar.

Sköldkörtelperoxidas, i sin tur, bygger jod i sköldkörtelhormonema genom oxidation av jodid. Även här överförs väteatomer från tyrosin till väteperoxid under oxidationen av jodidjonen. Sköldkörtelhormon och vatten bildas i processen.

Utbildning, förekomst, egenskaper och optimala värden

Peroxidaserna finns huvudsakligen i cellens peroxisomer. Peroxisomer är membranförslutna cellorganeller där de aggressiva peroxiderna bryts ned. Dessa reaktioner måste ske separat från resten av celleområdet eftersom de kan vara farliga för resten av cellen. Peroxisomerna innehåller peroxidaser, som där bryter ned väteperoxid och andra peroxider ostörda av cytoplasman i cellen.

Antalet och storleken på peroxisomerna och deras proteininnehåll beror på celltypen. Ju fler avgiftningsreaktioner måste äga rum, desto större är antalet och volymen vesiklar. Peroxisomerna innehåller cirka 60 oxidaser och monooxygenaser, som katalyserar nedbrytningen av fettsyror och andra ämnen med införlivande av syre. Detta skapar också peroxider som särskilt reaktiva mellanprodukter, som därför måste brytas ned med hjälp av peroxidaser.

Sjukdomar och störningar

Väteperoxid som mellanprodukt främst vid oxidativ nedbrytning av fetter har stora effekter på organismen. Det har själv en oxiderande effekt och kan skada kroppen. Därför spelar peroxidaserna en mycket viktig roll när det gäller oxidativ stress.

Som antioxidanter är glutathionperoxidaser särskilt en del av det cellulära försvarssystemet. Glutathionperoxidaser byggs upp från glutation. De är beroende av selen som en kofaktor. Glutathione är en tripeptid som består av glutaminsyra, cystein och glycin.Selen binder till cystein i var och en av enzymerna, varvid selen cystein är enzymets reaktiva centrum. En funktionsfel eller brist på glutationperoxidas kan leda till allvarliga hälsoproblem. Denna brist orsakas ofta av en selenbrist. Detta begränsar enzymets funktion. Speciellt i vissa områden i Kina, där jorden är mycket dålig i selen, förekommer det så kallade Keshan-syndromet (uppkallad efter Keshan-distriktet).

Sjukdomen manifesterar sig i hjärtproblem som hjärtrytm, hjärtsvikt eller till och med kardiogen chock. Glutationperoxidaser uppstår från glutation. Detta finns särskilt i levern och produceras ständigt i kroppen. Men när större koncentrationer av peroxider är närvarande konsumeras glutation mycket snabbt genom oxidation. Detta kan hända snabbt med fysisk träning, emotionell stress eller infektioner. En ohälsosam livsstil med en dålig diet, miljögifter, alkohol, cigarettrök och mycket mer kan leda till en glutationbrist.

Denna brist manifesterar sig i ett försvagat immunsystem och en överbelastning av levern. Om hälsoplagorna ännu inte har blivit kroniska leder en förändring i livsstil snabbt till återhämtning, eftersom glutation snabbt bildas igen.