Peroksidāzes

Peroksidāzes pārstāv fermentus, kas sagrauj ūdeņraža peroksīdu vai organiskos peroksīdus katrā organismā. Peroksīdi ir spēcīgi šūnu toksīni, kas rodas daudzās bioķīmiskās oksidācijas reakcijās. Tas padara peroksidāzes par vienu no svarīgākajiem antioksidantiem.

Kas ir peroksidāzes?

Peroksidāzes ir fermenti, kas vairumā gadījumu sadala toksisko ūdeņraža peroksīdu. Šie fermenti samazina arī organiskos peroksīdus.

Šajās reakcijās attiecīgais peroksīds apakšdaļās saņem divus elektronus un divus protonus. Tas ir, notiek ūdeņraža atomu pārnešana. Sadala starp diviem peroksīda skābekļa atomiem. Peroksidāzes ietver katalāzi, citohroma c peroksidāzi, vairogdziedzera peroksidāzi un glutationa peroksidāzi. Ūdeņraža atomi nāk no tā saucamajiem ūdeņraža donoriem. Substrāti ir ūdeņraža peroksīds vai organiskie peroksīdi.Katalāze ir īpašs gadījums.

Katalāzes kā peroksidāzes gadījumā otra ūdeņraža peroksīda molekula darbojas kā ūdeņraža donors. Tātad tas nodod ūdeņraža atomus. Divas ūdeņraža peroksīda molekulas tiek izgatavotas divās ūdens un viena skābekļa molekulās. Ar ūdeņraža peroksīda palīdzību citohroma c peroksidāze oksidējas, piemēram, citohroma C feroformā. Ar vairogdziedzera peroksidāzes palīdzību ūdeņraža peroksīda klātbūtnē tiek samazināts jodīda jons, un tas nekavējoties tiek pārveidots ar aminoskābi tirozīnu, veidojot vairogdziedzera hormonus.

Glutationa peroksidāze ir svarīga peroksidāze. Tas katalizē glutationa oksidēšanu ar ūdeņraža peroksīdu, veidojot ūdeni. Tas padara to par vienu no vissvarīgākajiem antioksidantiem organismā.

Funkcija, efekts un uzdevumi

Vissvarīgākais peroksidāžu uzdevums ir toksiskā ūdeņraža peroksīda un organisko peroksīdu sadalīšana organismā. Peroksīdi ir ļoti agresīvas vielas, kas var ļoti viegli oksidēt paša organisma biomolekulas.

Daudzos oksidatīvos vielmaiņas procesos tie bieži rodas kā metabolīti. Kad peroksīdi sadalās, parasti izdalās ūdeņraža peroksīds, kas uzbrūk citām endogēnām vielām. Brīvie radikāļi vienmēr veidojas arī kā starpprodukti peroksīdu pārvēršanā. Tāpēc, lai ierobežotu brīvo radikāļu iedarbību, ir jāsadala arī peroksīdi. Fermenta katalāze ir atbildīga par ūdeņraža peroksīda tiešu sadalīšanos ūdenī un skābekli. Glutationa peroksidāze oksidē glutationa sulfīdu un tajā pašā laikā ūdeņraža peroksīdu samazina ūdenī. Glutations ir tripeptīds, kas izgatavots no glutamīnskābes, cisteīna un glicīna.

Aknās kā antioksidants tā ir vissvarīgākā aktīvā viela ķermeņa detoksikācijai. Procesa laikā tas tiek oksidēts. Ja to lieto līdz izsīkumam, var rasties akūta aknu mazspēja, jo detoksikācijas reakcijas, kas vienmēr ir vajadzīgas, vairs nenotiek. Tā rezultātā fermentam glutationa peroksidāzei ir liela nozīme kā šūnu aizsardzībai pret oksidatīvo stresu. Šī fermenta deficīts var izraisīt arteriosklerozi, audzējus un neirodeģeneratīvas slimības.

Vairogdziedzera peroksidāze savukārt veido jodu vairogdziedzera hormonos, izmantojot oksidējot jodīdu. Arī šeit jodīda jonu oksidēšanas laikā ūdeņraža atomi no tirozīna tiek pārvietoti uz ūdeņraža peroksīdu. Procesa laikā veidojas vairogdziedzera hormoni un ūdens.

Izglītība, sastopamība, īpašības un optimālās vērtības

Peroksidāzes galvenokārt atrodas šūnas peroksisomās. Peroksisomas ir membrānas noslēgti šūnu organeli, kuros agresīvie peroksīdi tiek sadalīti. Šīm reakcijām jānotiek atsevišķi no pārējās šūnas zonas, jo tās var būt bīstamas pārējai šūnai. Peroksisomas satur peroksidāzes, kuras tur sadala ūdeņraža peroksīdu un citus peroksīdus, ko netraucē šūnas citoplazma.

Peroksisomu skaits un lielums, kā arī to olbaltumvielu saturs ir atkarīgs no šūnas veida. Jo vairāk detoksikācijas reakciju ir jāveic, jo lielāks ir pūslīšu skaits un tilpums. Peroksisomas satur apmēram 60 oksidāzes un monoksigenāzes, kas katalizē taukskābju un citu vielu sadalīšanos, iekļaujot skābekli. Tas arī rada peroksīdus kā īpaši reaktīvus starpproduktus, kas tāpēc jāsadala ar peroksidāžu palīdzību.

Slimības un traucējumi

Ūdeņraža peroksīdam kā starpproduktam, galvenokārt tauku oksidatīvā sadalījumā, ir liela ietekme uz organismu. Tam pašam ir oksidējoša iedarbība un tas var sabojāt ķermeni. Tāpēc peroksidāzes spēlē ļoti svarīgu lomu attiecībā uz oksidatīvo stresu.

Kā glutationa peroksidāzes kā antioksidanti jo īpaši ietilpst šūnu aizsardzības sistēmā. Glutationa peroksidāzes tiek veidotas no glutationa. Kā kofaktors tie ir atkarīgi no selēna. Glutations ir tripeptīds, kas sastāv no glutamīnskābes, cisteīna un glicīna.Selēns saistās ar cisteīnu katrā no fermentiem, un selēna cisteīns ir fermenta reaktīvais centrs. Nepareiza darbība vai glutations peroksidāzes trūkums var izraisīt nopietnas veselības problēmas. Šo trūkumu bieži izraisa selēna deficīts. Tas ierobežo fermenta darbību. Īpaši dažos Ķīnas apgabalos, kur augsnē ir ļoti slikts selēns, rodas tā saucamais Kešaņas sindroms (nosaukts pēc Kehana apgabala).

Slimība izpaužas kā sirdsdarbības traucējumi, piemēram, sirds aritmijas, sirds mazspēja vai pat kardiogēns šoks. Glutationa peroksidāzes rodas no glutationa. Tas ir īpaši atrodams aknās un pastāvīgi tiek ražots organismā. Tomēr, ja ir lielāka peroksīdu koncentrācija, glutationu ļoti ātri patērē oksidējoties. Tas var notikt ātri ar fiziskām aktivitātēm, emocionālu stresu vai infekcijām. Neveselīgs dzīvesveids ar sliktu uzturu, vides toksīniem, alkoholu, cigarešu dūmiem un daudz ko citu var izraisīt arī glutationa deficītu.

Šis trūkums izpaužas kā novājināta imūnsistēma un aknu pārslodze. Ja veselības sūdzības vēl nav kļuvušas hroniskas, dzīvesveida maiņa ātri noved pie atveseļošanās, jo glutations ātri veidojas no jauna.