Peroxidázy představují enzymy které se rozpadají vodík peroxid nebo organický peroxidy v jakémkoli organismu. Peroxidy jsou silné cytotoxiny produkované četnými biochemickými oxidačními reakcemi. Peroxidázy tedy patří mezi nejdůležitější antioxidanty.
Co jsou to peroxidázy?
Peroxidázy jsou enzymy které ve většině případů rozkládají toxické látky vodík peroxid. Organické peroxidy jsou také sníženy o tyto enzymy. Při těchto reakcích přijímá odpovídající peroxid v dílčích krocích dva elektrony a dva protony. To znamená, že převod vodík dochází k atomům. V tomto procesu je vazba mezi těmito dvěma kyslík atomy peroxidu jsou rozbity. Peroxidázy zahrnují katalázu, cytochrom c peroxidázu, thyreoperoxidázu a glutathionperoxidázu. Atomy vodíku pocházejí z takzvaných donorů vodíku. Peroxid vodíku nebo organické peroxidy představují substráty. Kataláza je považována za zvláštní případ. V kataláze jako peroxidáza, druhá peroxid vodíku molekula působí jako donor vodíku. Přenáší tak atomy vodíku. V procesu dva molekuly of peroxid vodíku se přeměňují na dvě molekuly voda a jedna molekula kyslík. Například peroxidáza cytochromu c oxiduje ferroform cytochromu C pomocí peroxidu vodíku. Thyroperoxidáza snižuje jodid iont v přítomnosti peroxidu vodíku, který okamžitě reaguje s aminokyselinou tyrosinem za vzniku štítné žlázy hormonů. Důležitou peroxidázou je glutathionperoxidáza. To katalyzuje oxidaci glutathionu peroxidem vodíku za vzniku voda. Jedná se tedy o jeden z nejdůležitějších antioxidantů v organismu.
Funkce, účinek a úkoly
Nejdůležitějším úkolem peroxidáz je rozklad toxického peroxidu vodíku a organických peroxidů v organismu. Peroxidy jsou velmi agresivní látky, které mohou velmi snadno oxidovat biomolekuly těla. V mnoha oxidačních metabolických procesech se často tvoří jako metabolity. Při štěpení peroxidů se obvykle uvolňuje peroxid vodíku, který napadá další endogenní látky. Kromě toho volné radikály vždy vznikají jako meziprodukty během přeměny peroxidů. Aby se omezil účinek volných radikálů, musí se proto také štěpit peroxidy. Enzym kataláza je zodpovědný za přímou degradaci peroxidu vodíku na voda a kyslík. Glutathionperoxidáza oxiduje glutathion sulfid a současně redukuje peroxid vodíku na vodu. Glutathion je tripeptid kyseliny glutamové, cystein a glycin. Je to nejdůležitější účinná látka v játra as antioxidant pro detoxikaci těla. V procesu je sám oxidován. Pokud se používá až do vyčerpání, akutní játra může dojít k selhání, protože detoxikace reakce, které jsou vždy nutné, již neprobíhají. Výsledkem je, že enzym glutathionperoxidáza je nanejvýš důležitý jako součást buněčné obrany proti oxidačnímu stres. Nedostatek tohoto enzymu může vést na arterioskleróza, nádory a neurodegenerativní choroby. Thyroperoxidáza zase obsahuje jód do štítné žlázy hormonů oxidací jodid. Atomy vodíku jsou opět přeneseny z tyrosinu na peroxid vodíku během oxidace jodid ion. V procesu, štítné žlázy hormonů a voda se tvoří.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimální hodnoty
Peroxidázy se nacházejí hlavně v peroxizomech buňky. Peroxisomy představují buněčné organely uzavřené membránami, ve kterých jsou degradovány agresivní peroxidy. Tyto reakce musí probíhat odděleně od zbytku buňky, protože mohou být pro zbytek buňky nebezpečné. Peroxisomy obsahují peroxidázy, které tam rozrušují peroxid vodíku a další peroxidy, a to nerušeně cytoplazmou buňky. Počet a velikost peroxisomů a také jejich vybavení Proteinů závisí na typu buňky. Více detoxikace reakce musí proběhnout, tím větší je počet a objem vezikul. V peroxizomech je asi 60 oxidáz a monooxygenáz, které katalyzují degradaci mastné kyseliny a další látky se zahrnutím kyslíku. Při tomto způsobu se také tvoří peroxidy jako obzvláště reaktivní meziprodukty, které se proto musí odbourávat pomocí peroxidáz.
Nemoci a poruchy
Peroxid vodíku jako meziprodukt, zejména při oxidativní degradaci tuků, má velké účinky na organismus. Má samotný oxidační účinek a může poškodit tělo. Peroxidázy proto hrají velmi důležitou roli, zejména s ohledem na oxidační stres. Zejména glutathionperoxidázy jsou složkami buněčného obranného systému jako antioxidanty. Glutathionperoxidázy se vyrábějí z glutathionu. Závisí na selen jako kofaktor. Glutathion tedy představuje tripeptid kyseliny glutamové, cystein a glycin. Selen navazuje na cystein v každém z enzymů, přičemž selenocystein představuje reaktivní centrum enzymu. Pokud dojde k poruše nebo nedostatku glutathionperoxidázy, je to vážné zdraví výsledkem poruchy. Tento nedostatek je často způsoben a selen nedostatek. V tomto případě je funkce enzymu narušena. Zejména v některých oblastech Čína, kde je půda velmi chudá na selen, se vyskytuje takzvaný Keshanův syndrom (pojmenovaný podle okresu Keshan). Onemocnění se projevuje srdečními příznaky jako např srdeční arytmie, srdce selhání nebo dokonce kardiogenní šok. Glutathionperoxidázy se vyrábějí z glutathionu. To je zvláště přítomno v játra a je neustále produkován v těle. Avšak v přítomnosti vyšších koncentrací peroxidů je glutathion velmi rychle spotřebován oxidací. To se již může rychle stát při fyzickém cvičení, emocionálním stres nebo infekce. Nezdravý životní styl s chudými stravatoxiny životního prostředí, alkohol, cigaretový kouř a další mohou také vést k nedostatku glutathionu. Tento nedostatek se projevuje oslabením imunitní systém a přetížení jater. Pokud zdraví stížnosti dosud nezůstaly chronické, změna životního stylu rychle vede k uzdravení, protože glutathion se rychle znovu vyrábí.
