Peroksidaze predstavljajo encimi ki se pokvarijo vodik peroksid ali organsko peroksidi v katerem koli organizmu. Peroksidi so močni citotoksini, ki nastajajo v številnih biokemičnih reakcijah oksidacije. Tako so peroksidaze med najpomembnejšimi antioksidanti.
Kaj so peroksidaze?
Peroksidaze so encimi ki v večini primerov razgradijo strupene vodik peroksid. Vendar organsko peroksidi se tudi te zmanjšajo encimi. V teh reakcijah ustrezni peroksid v delnih korakih sprejme po dva elektrona in dva protona. To pomeni, da je prenos vodik atomov. V tem procesu je povezava med njima kisik atomi peroksida so zlomljeni. Med peroksidaze spadajo katalaza, citokrom c peroksidaza, tireoperoksidaza in glutation peroksidaza. Atomi vodika prihajajo iz tako imenovanih darovalcev vodika. Vodikov peroksid ali organski peroksidi predstavljajo podlago. Katalaza velja za poseben primer. V katalazi kot peroksidazi drugič vodikov peroksid molekula deluje kot darovalec vodika. Tako prenaša vodikove atome. Pri tem dve molekule of vodikov peroksid pretvorijo se v dve molekuli voda in ena molekula kisik. Na primer, citokrom c peroksidaza s pomočjo vodikovega peroksida oksidira feroform citokroma C. Tiroperoksidaza zmanjša an jodid ion v prisotnosti vodikovega peroksida, ki takoj reagira z aminokislino tirozinom in tvori ščitnico hormoni. Pomembna peroksidaza je glutation peroksidaza. Ta katalizira oksidacijo glutationa z vodikovim peroksidom z nastankom voda. Tako je eden najpomembnejših antioksidantov v organizmu.
Funkcija, učinek in naloge
Najpomembnejša naloga peroksidaz je razgradnja strupenega vodikovega peroksida in organskih peroksidov v organizmu. Peroksidi so zelo agresivne snovi, ki lahko zelo enostavno oksidirajo biomolekule v telesu. V mnogih oksidativnih presnovnih procesih se pogosto tvorijo kot presnovki. Ko se peroksidi razgradijo, se običajno sprosti vodikov peroksid, ki napada druge endogene snovi. Poleg tega se med pretvorbo peroksidov prosti radikali vedno tvorijo kot vmesni produkti. Da bi omejili učinek prostih radikalov, moramo zato razgraditi tudi perokside. Encim katalaza je odgovoren za neposredno razgradnjo vodikovega peroksida v voda in kisik. Glutation peroksidaza oksidira glutation sulfid in hkrati reducira vodikov peroksid v vodo. Glutation je tripeptid glutaminske kisline, cisteina in glicin. Je najpomembnejša aktivna snov v jetra kot antioksidant za razstrupljanje telesa. Pri tem se sam oksidira. Ko se uporablja do izčrpanosti, akutna jetra lahko pride do okvare, ker razstrupljanje vedno potrebne reakcije se ne zgodijo več. Posledično je encim glutation peroksidaza izjemnega pomena kot sestavina celične obrambe pred oksidativnimi stres. Pomanjkanje tega encima lahko vodi do arterioskleroza, tumorji in nevrodegenerativne bolezni. Tiroperoksidaza pa vključuje joda v ščitnico hormoni z oksidacijo jodid. Ponovno se atomi vodika iz oksidacije prenašajo iz tirozina v vodikov peroksid jodid ion. V tem procesu ščitnica hormoni in nastane voda.
Nastanek, pojav, lastnosti in optimalne vrednosti
Peroksidaze najdemo predvsem v peroksisomih celice. Peroksisomi predstavljajo celične organele, zaprte z membranami, v katerih se agresivni peroksidi razgradijo. Te reakcije morajo potekati ločeno od ostale celice, ker so lahko nevarne za preostali del celice. Peroksisomi vsebujejo peroksidaze, ki tam nemoteno razgrajujejo vodikov peroksid in druge perokside v citoplazmi celice. Število in velikost peroksisomov in tudi njihova opremljenost s beljakovin odvisna od vrste celice. Bolj razstrupljanje reakcije se morajo zgoditi, večje je število in Obseg veziklov. V peroksizomih je približno 60 oksidaz in monooksigenaz, ki katalizirajo razgradnjo maščobne kisline in druge snovi z vključitvijo kisika. Pri tem nastajajo tudi peroksidi kot posebej reaktivni intermediati, ki jih je zato treba razgraditi s pomočjo peroksidaz.
Bolezni in motnje
Vodikov peroksid kot vmesni produkt predvsem pri oksidativni razgradnji maščob močno vpliva na organizem, sam pa ima oksidativni učinek in lahko škoduje telesu. Zato imajo peroksidaze zelo pomembno vlogo, zlasti glede oksidativne stres. Zlasti glutation peroksidaze so sestavni deli celičnega obrambnega sistema kot antioksidanti. Glutation peroksidaze so zgrajene iz glutationa. Odvisni so od selen kot kofaktor. Tako glutation predstavlja tripeptid glutaminske kisline, cisteina in glicin. Selen se veže cisteina v vsakem od encimov, pri čemer selenocistein predstavlja reaktivno središče encima. Če pride do okvare ali pomanjkanja glutation peroksidaze, resno zdravje posledica motenj. To pomanjkljivost pogosto povzroči a selen pomanjkanje. V tem primeru je delovanje encima oslabljeno. Še posebej na nekaterih področjih Kitajska, kjer so tla zelo slaba s selenom, se pojavi tako imenovani Keshanov sindrom (poimenovan po okrožju Keshan). Bolezen se kaže v srčnih simptomih, kot so srčne aritmije, srce odpoved ali celo kardiogena šok. Glutation peroksidaze se proizvajajo iz glutationa. To je še posebej prisotno v jetra in se nenehno proizvaja v telesu. Vendar se v prisotnosti večjih koncentracij peroksidov glutation zelo hitro porabi z oksidacijo. To se lahko že hitro zgodi s telesno vadbo, čustveno stres ali okužb. Nezdrav življenjski slog z revnimi prehrana, okoljski toksini, alkohol, cigaretni dim in še več vodi do pomanjkanja glutationa. Ta pomanjkljivost se kaže v oslabitvi imunski sistem in preobremenitev jeter. Če je zdravje pritožbe še niso postale kronične, sprememba življenjskega sloga hitro privede do okrevanja, ker se glutation hitro spet proizvede.
