Peroxidázy

Peroxidázy představují enzymy, které štěpí peroxid vodíku nebo organické peroxidy v každém organismu. Peroxidy jsou silné buněčné toxiny, které jsou produkovány při mnoha biochemických oxidačních reakcích. Díky tomu jsou peroxidázy jedním z nejdůležitějších antioxidantů.

Co jsou peroxidázy?

Peroxidázy jsou enzymy, které ve většině případů rozkládají toxický peroxid vodíku. Tyto enzymy také redukují organické peroxidy.

Při těchto reakcích obdrží odpovídající peroxid v částečných krocích dva elektrony a dva protony. To znamená, že dochází k přenosu atomů vodíku. Vazba mezi dvěma atomy kyslíku peroxidu je přerušena. Mezi peroxidázy patří kataláza, cytochrom c-peroxidáza, tyreoxidáza a glutathionperoxidáza. Atomy vodíku pocházejí od takzvaných dárců vodíku. Substráty jsou peroxid vodíku nebo organické peroxidy, kataláza je zvláštní případ.

V případě katalázy jako peroxidázy funguje jako donor vodíku druhá molekula peroxidu vodíku. Přenáší atomy vodíku. Dvě molekuly peroxidu vodíku jsou vyrobeny ze dvou molekul vody a jedné molekuly kyslíku. Pomocí peroxidu vodíku oxiduje cytochrom c peroxidáza například ferroform cytochromu C. Pomocí thyroidní peroxidázy se jodidový iont redukuje v přítomnosti peroxidu vodíku, který se okamžitě přeměňuje s aminokyselinou tyrosin za vzniku hormonů štítné žlázy.

Glutathionperoxidáza je důležitá peroxidáza. To katalyzuje oxidaci glutathionu peroxidem vodíku za vzniku vody. Díky tomu je jedním z nejdůležitějších antioxidantů v těle.

Funkce, efekt a úkoly

Nejdůležitějším úkolem peroxidáz je rozložit toxický peroxid vodíku a organické peroxidy v organismu. Peroxidy jsou velmi agresivní látky, které mohou velmi snadno oxidovat vlastní biomolekuly těla.

V mnoha oxidačních metabolických procesech často vznikají jako metabolity. Když se peroxidy štěpí, obvykle se uvolňuje peroxid vodíku, který napadá jiné endogenní látky. Volné radikály se také vždy tvoří jako meziprodukty při přeměně peroxidů. Aby se omezil účinek volných radikálů, musí být proto také rozloženy peroxidy. Enzymová kataláza je zodpovědná za přímé štěpení peroxidu vodíku ve vodě a kyslíku. Glutathionperoxidáza oxiduje glutathion sulfid a současně redukuje peroxid vodíku na vodu. Glutathion je tripeptid vyrobený z kyseliny glutamové, cysteinu a glycinu.

V játrech jako antioxidant je nejdůležitější účinnou látkou při detoxikaci těla. V procesu se oxiduje. Pokud se aplikuje do bodu vyčerpání, může dojít k akutnímu selhání jater, protože detoxikační reakce, které jsou vždy nutné, již nedochází. Výsledkem je, že enzym glutathionperoxidáza je nesmírně důležitá jako součást buněčné obrany proti oxidačnímu stresu. Nedostatek tohoto enzymu může vést k arterioskleróze, nádorům a neurodegenerativním onemocněním.

Thyroidní peroxidáza zase oxidací jodidu vytváří jód v hormony štítné žlázy. I zde se atomy vodíku přenášejí z tyrosinu na peroxid vodíku během oxidace jodidového iontu. Při tomto procesu se vytvářejí hormony štítné žlázy a voda.

Vzdělávání, výskyt, vlastnosti a optimální hodnoty

Peroxidázy se nacházejí hlavně v peroxisomech buňky. Peroxisomy jsou membránově uzavřené buněčné organely, ve kterých se agresivní peroxidy štěpí. Tyto reakce musí probíhat odděleně od zbytku buněčné oblasti, protože mohou být nebezpečné pro zbytek buňky. Peroxisomy obsahují peroxidázy, které zde rozkládají peroxid vodíku a další peroxidy, které nenarušuje cytoplazma buňky.

Počet a velikost peroxisomů a jejich obsah bílkovin závisí na typu buňky. Čím více detoxikačních reakcí musí probíhat, tím větší je počet a objem vezikul. Peroxisomy obsahují asi 60 oxidáz a monooxygenáz, které katalyzují odbourávání mastných kyselin a dalších látek za přítomnosti kyslíku. Peroxidy se vytvářejí jako zvláště reaktivní meziprodukty, které se proto musí rozkládat pomocí peroxidáz.

Nemoci a poruchy

Peroxid vodíku jako meziprodukt, zejména při oxidačním rozkladu tuků, má na organismus velké účinky. Samotný má oxidační účinek a může poškodit tělo. Proto peroxidázy hrají velmi důležitou roli, pokud jde o oxidační stres.

Jako antioxidanty jsou součástí buněčného obranného systému zejména glutathionperoxidázy. Glutathionperoxidázy jsou tvořeny z glutathionu. Závisí na selenu jako kofaktoru. Glutathion je tripeptid tvořený kyselinou glutamovou, cysteinem a glycinem. Selen se váže na cystein v enzymech, cystein selenu je reaktivním centrem enzymu. Porucha nebo nedostatek glutathionperoxidázy může vést k vážným zdravotním problémům. Tento nedostatek je často způsoben nedostatkem selenu. To omezuje funkci enzymu. Zejména v některých oblastech Číny, kde je půda velmi chudá na selen, se vyskytuje tzv. Keshanův syndrom (pojmenovaný po okrese Keshan).

Nemoc se projevuje srdečními problémy, jako jsou srdeční arytmie, srdeční selhání nebo dokonce kardiogenní šok. Glutathionperoxidázy pocházejí z glutathionu. To se vyskytuje zejména v játrech a v těle se neustále vytváří. Pokud jsou však přítomny vyšší koncentrace peroxidů, oxidace je glutathion velmi rychle spotřebován. K tomu může dojít rychle při fyzickém cvičení, emočním stresu nebo infekcích. Nezdravý životní styl se špatnou stravou, environmentálními toxiny, alkoholem, cigaretovým kouřem a mnohem více může také vést k nedostatku glutathionu.

Tento nedostatek se projevuje oslabeným imunitním systémem a přetížením jater. Pokud se zdravotní potíže ještě nestaly chronickými, změna životního stylu rychle vede k uzdravení, protože glutathion se rychle znovu tvoří.