Peroksidazės atstovauja fermentams, kurie skaido vandenilio peroksidą arba organinius peroksidus kiekviename organizme. Peroksidai yra stiprūs ląstelių toksinai, gaminami daugybėje biocheminių oksidacijos reakcijų. Tai daro peroksidazes vienu iš svarbiausių antioksidantų.
Kas yra peroksidazės?
Peroksidazės yra fermentai, kurie daugeliu atvejų skaido toksinį vandenilio peroksidą. Šie fermentai taip pat mažina organinius peroksidus.
Šiose reakcijose atitinkamas peroksidas gauna du elektronus ir du protonus pakopomis. Tai reiškia, kad vyksta vandenilio atomų perkėlimas. Ryšys tarp dviejų peroksido deguonies atomų nutrūksta. Į peroksidazes patenka katalazė, citochromo c peroksidazė, skydliaukės peroksidazė ir glutationo peroksidazė. Vandenilio atomai yra kilę iš vadinamųjų vandenilio donorų. Vandenilio peroksidas arba organiniai peroksidai yra substratai. Katalazė yra ypatingas atvejis.
Kai katalazė yra peroksidazė, antroji vandenilio peroksido molekulė veikia kaip vandenilio donoras. Taigi jis perduoda vandenilio atomus. Dvi vandenilio peroksido molekulės yra paverčiamos dviem vandens ir vienos deguonies molekulėmis. Padedant vandenilio peroksidu, citochromo c peroksidazė oksiduojasi, pavyzdžiui, citochromo C. feroforma. Skydliaukės peroksidazės pagalba, esant vandenilio peroksidui, redukuojamas jodido jonas, kuris iš karto paverčiamas aminorūgštimi tirozinu ir sudaro skydliaukės hormonus.
Gliutationo peroksidazė yra svarbi peroksidazė. Tai katalizuoja glutationo oksidaciją vandenilio peroksidu, susidarant vandeniui. Tai daro jį vienu iš svarbiausių antioksidantų organizme.
Funkcija, poveikis ir užduotys
Svarbiausia peroksidazių užduotis yra suskaidyti toksišką vandenilio peroksidą ir organinius peroksidus organizme. Peroksidai yra labai agresyvios medžiagos, kurios gali labai lengvai oksiduotis paties organizmo biomolekulėms.
Daugelyje oksidacinių metabolinių procesų jie dažnai atsiranda kaip metabolitai. Kai peroksidai suyra, paprastai išsiskiria vandenilio peroksidas, kuris puola kitas endogenines medžiagas. Laisvieji radikalai taip pat visada susidaro kaip tarpiniai produktai peroksidams virsti. Taigi, norint apriboti laisvųjų radikalų poveikį, peroksidai taip pat turi būti suskaidomi. Fermento katalazė yra atsakinga už tiesioginį vandenilio peroksido skilimą vandenyje ir deguonį. Glutationo peroksidazė oksiduoja glutationo sulfidą ir tuo pačiu sumažina vandenilio peroksidą vandenyje. Glutationas yra tripeptidas, pagamintas iš glutamo rūgšties, cisteino ir glicino.
Kepenyse kaip antioksidantas jis yra svarbiausias aktyvusis ingredientas detoksikuojant organizmą. Procese jis oksiduojamas. Jei jis taikomas išsekimo taškui, gali atsirasti ūmus kepenų nepakankamumas, nes detoksikacijos reakcijos, kurios visada yra būtinos, nebevyksta. Dėl to fermentas glutationo peroksidazė yra nepaprastai svarbus ląstelių gynybos nuo oksidacinio streso komponentas. Šio fermento trūkumas gali sukelti arteriosklerozę, navikus ir neurodegeneracines ligas.
Skydliaukės peroksidazė, savo ruožtu, jodą kaupia skydliaukės hormonuose per jodido oksidaciją. Jodido jonų oksidacijos metu vandenilio atomai iš tirozino pereina į vandenilio peroksidą. Procese susidaro skydliaukės hormonai ir vanduo.
Išsilavinimas, atsiradimas, savybės ir optimalios vertės
Peroksidazės daugiausia yra ląstelės peroksisomose. Peroksisomos yra membranomis uždaromos ląstelių organelės, kuriose suskaidomi agresyvūs peroksidai. Šios reakcijos turi vykti atskirai nuo likusios ląstelės srities, nes jos gali būti pavojingos likusiai ląstelei. Peroksisomose yra peroksidazių, kurios skaido vandenilio peroksidą ir kitus peroksidus, netrikdomus ląstelės citoplazmos.
Peroksisomų skaičius ir dydis bei baltymų kiekis priklauso nuo ląstelės tipo. Kuo daugiau detoksikacijos reakcijų turi įvykti, tuo didesnis pūslelių skaičius ir tūris. Peroksisomose yra apie 60 oksidazių ir monooksigenazių, kurios katalizuoja riebalų rūgščių ir kitų medžiagų skaidymąsi, įtraukiant deguonį. Peroksidai susidaro kaip ypač reaktyvūs tarpiniai produktai, todėl jie turi būti suskaidomi peroksidazių pagalba.
Ligos ir sutrikimai
Vandenilio peroksidas, kaip tarpinis produktas, daugiausia oksidacinis riebalų skaidymas, daro didelį poveikį organizmui. Pats turi oksiduojantį poveikį ir gali pakenkti kūnui. Todėl peroksidazės vaidina labai svarbų vaidmenį, ypač atsižvelgiant į oksidacinį stresą.
Kaip gliutationo peroksidazės, kaip antioksidantai, ypač yra ląstelių gynybos sistemos dalis. Glutationo peroksidazės yra sudarytos iš glutationo. Kaip kofaktorius jie priklauso nuo seleno. Glutationas yra tripeptidas, kurį sudaro glutamo rūgštis, cisteinas ir glicinas. Selenas jungiasi su fermentuose esančiu cisteinu, o seleno cisteinas yra reaktyvusis fermento centras. Sutrikimas ar gliutationo peroksidazės trūkumas gali sukelti rimtų sveikatos problemų. Šį trūkumą dažnai sukelia seleno trūkumas. Tai riboja fermento funkcijas. Ypač kai kuriose Kinijos vietovėse, kur dirvožemis yra labai prastas seleno, atsiranda vadinamasis Keshano sindromas (pavadintas Kešano rajono vardu).
Liga pasireiškia tokiomis širdies problemomis kaip širdies aritmija, širdies nepakankamumas ar net kardiogeninis šokas. Glutationo peroksidazės atsiranda iš glutationo. Tai ypač randama kepenyse ir nuolat gaminama organizme. Tačiau, kai yra didesnė peroksidų koncentracija, glutationas labai greitai sunaudojamas oksidacijos metu. Tai gali įvykti greitai dėl fizinių pratimų, emocinio streso ar infekcijų. Nesveikas gyvenimo būdas, turintis netinkamą mitybą, aplinkos toksinus, alkoholį, cigarečių dūmus ir daug daugiau, taip pat gali sukelti gliutationo trūkumą.
Šis trūkumas pasireiškia susilpnėjusia imunine sistema ir kepenų perkrova. Jei sveikatos skundai dar netampa lėtiniais, gyvenimo būdo pakeitimas greitai pasveiksta, nes gliutationas greitai formuojasi.
