Peroxidasen vertegenwoordigen enzymen die kapot gaan waterstof peroxide of organisch peroxiden in elk organisme. peroxiden zijn krachtige cytotoxinen die worden geproduceerd door talrijke biochemische oxidatiereacties. Peroxidasen behoren dus tot de belangrijkste antioxidanten.
Wat zijn peroxidasen?
Peroxidasen zijn enzymen die in de meeste gevallen giftig afbreken waterstof peroxide. Echter, biologisch peroxiden worden hierdoor ook verminderd enzymen Bij deze reacties ontvangt het corresponderende peroxide twee elektronen en twee protonen elk in gedeeltelijke stappen. Dit betekent dat een overdracht van waterstof atomen vinden plaats. In het proces, de band tussen de twee zuurstof atomen van het peroxide zijn gebroken. Peroxidasen omvatten catalase, cytochroom c peroxidase, thyreoperoxidase en glutathionperoxidase. De waterstofatomen zijn afkomstig van zogenaamde waterstofdonoren. Waterstofperoxide of organische peroxiden vertegenwoordigen de substraten. Catalase wordt als een speciaal geval beschouwd. In catalase als peroxidase, een seconde waterstofperoxide molecuul fungeert als een waterstofdonor. Het draagt dus waterstofatomen over. In het proces twee moleculen of waterstofperoxide worden omgezet in twee moleculen van water en een molecuul van zuurstof Cytochroom c peroxidase oxideert bijvoorbeeld de ferroform van cytochroom C met behulp van waterstofperoxide. Thyroperoxidase vermindert een jodide ion in aanwezigheid van waterstofperoxide, dat onmiddellijk reageert met het aminozuur tyrosine om schildklier te vormen hormonen Een belangrijke peroxidase is glutathionperoxidase. Dit katalyseert de oxidatie van glutathion door waterstofperoxide met de vorming van water Het is dus een van de belangrijkste antioxidanten in het organisme.
Functie, effect en taken
De belangrijkste taak van peroxidasen is het afbreken van giftige waterstofperoxide en organische peroxiden in het organisme. Peroxiden zijn zeer agressieve stoffen die de biomoleculen van het lichaam heel gemakkelijk kunnen oxideren. Bij veel oxidatieve metabolische processen worden ze vaak gevormd als metabolieten. Bij de afbraak van peroxiden komt meestal waterstofperoxide vrij, dat andere endogene stoffen aantast. Bovendien worden bij de omzetting van peroxiden altijd vrije radicalen gevormd als tussenproducten. Om de werking van de vrije radicalen te beperken, moeten dus ook de peroxiden worden afgebroken. Het enzym catalase is verantwoordelijk voor de directe afbraak van waterstofperoxide in water en zuurstof Glutathionperoxidase oxideert glutathionsulfide en reduceert tegelijkertijd waterstofperoxide tot water. Glutathion is een tripeptide van glutaminezuur, cysteïne en glycine. Het is de belangrijkste werkzame stof in de lever als anti-oxidant voor het ontgiften van het lichaam. Daarbij wordt het zelf geoxideerd. Wanneer het wordt gebruikt tot het punt van uitputting, acuut lever mislukking kan optreden omdat de ontgifting reacties die altijd nodig zijn, vinden niet meer plaats. Als gevolg hiervan is het enzym glutathionperoxidase van het grootste belang als onderdeel van de cellulaire verdediging tegen oxidatieve spanning Een tekort aan dit enzym kan leiden naar arteriosclerose, tumoren en neurodegeneratieve ziekten. Thyroperoxidase neemt op zijn beurt op jodium in de schildklier hormonen door oxideren jodide Opnieuw worden waterstofatomen overgedragen van tyrosine naar waterstofperoxide tijdens de oxidatie van de jodide ion. In het proces, de schildklier hormonen en water wordt gevormd.
Vorming, voorkomen, eigenschappen en optimale waarden
Peroxidasen komen voornamelijk voor in de peroxisomen van de cel. Peroxisomen vertegenwoordigen celorganellen die worden gesloten door membranen waarin de agressieve peroxiden worden afgebroken. Deze reacties moeten gescheiden van de rest van de cel plaatsvinden, omdat ze gevaarlijk kunnen zijn voor de rest van de cel. De peroxisomen bevatten peroxidasen, die daar waterstofperoxide en andere peroxiden afbreken, ongestoord door het cytoplasma van de cel. Het aantal en de grootte van de peroxisomen en ook hun uitrusting met eiwitten afhankelijk van het celtype. Meer ontgifting reacties moeten plaatsvinden, hoe groter het aantal en volume van blaasjes. Er zijn ongeveer 60 oxidasen en monooxygenases in de peroxisomen, die de afbraak van vetzuren en andere stoffen met inbegrip van zuurstof. Daarbij worden ook peroxiden gevormd als bijzonder reactieve tussenproducten, die daarom met behulp van peroxidasen moeten worden afgebroken.
Ziekten en aandoeningen
Waterstofperoxide als tussenproduct, voornamelijk bij de oxidatieve afbraak van vetten, heeft grote effecten op het organisme, heeft zelf een oxiderende werking en kan het lichaam beschadigen. Daarom spelen de peroxidasen een zeer belangrijke rol, vooral met betrekking tot oxidatie spanning Vooral de glutathionperoxidasen zijn als antioxidanten componenten van het cellulaire afweersysteem. De glutathionperoxidasen zijn opgebouwd uit glutathion. Ze zijn afhankelijk van selenium als cofactor. Glutathion vertegenwoordigt dus een tripeptide van glutaminezuur, cysteïne en glycine. Selenium bindt aan cysteïne in elk van de enzymen, waarbij selenocysteïne het reactieve centrum van het enzym vertegenwoordigt. Als er een storing of tekort is aan glutathionperoxidase, ernstig volksgezondheid stoornissen resultaat. Dit tekort wordt vaak veroorzaakt door een selenium tekort. In dit geval is de functie van het enzym aangetast. Vooral in sommige gebieden van China, waar de bodem erg arm is aan selenium, treedt het zogenaamde Keshan-syndroom (genoemd naar Keshan County) op. De ziekte manifesteert zich in hartsymptomen zoals hartritmestoornissen, hart- falen of zelfs cardiogeen schokken Glutathionperoxidasen worden geproduceerd uit glutathion. Dit is vooral aanwezig in de lever en wordt constant in het lichaam geproduceerd. In aanwezigheid van grotere concentraties peroxiden wordt glutathion echter zeer snel verbruikt door oxidatie. Dit kan al snel gebeuren bij lichamelijke inspanning, emotioneel spanning of infecties. Een ongezonde levensstijl met armen dieet, milieutoxines, alcohol, sigarettenrook en meer kunnen ook leiden tot een tekort aan glutathion. Dit tekort manifesteert zich in een verzwakking van de immuunsysteem en overbelasting van de lever. Als het volksgezondheid klachten zijn nog niet chronisch geworden, een verandering in levensstijl leidt snel tot herstel, omdat glutathion snel weer wordt aangemaakt.
