peroxidázy predstavujú enzýmy, ktoré štiepia peroxid vodíka alebo organické peroxidy v každom organizme. Peroxidy sú silné bunkové toxíny, ktoré sa produkujú pri mnohých biochemických oxidačných reakciách. Vďaka tomu sú peroxidázy jedným z najdôležitejších antioxidantov.
Čo sú peroxidázy?
Peroxidázy sú enzýmy, ktoré vo väčšine prípadov štiepia toxický peroxid vodíka. Tieto enzýmy tiež redukujú organické peroxidy.
Pri týchto reakciách zodpovedajúci peroxid prijíma dva elektróny a dva protóny v čiastkových krokoch. To znamená, že dochádza k prenosu atómov vodíka. Väzba medzi dvoma atómami kyslíka peroxidu je prerušená. Medzi peroxidázy patrí kataláza, cytochróm c peroxidáza, tyroidná peroxidáza a glutatiónperoxidáza. Atómy vodíka pochádzajú od takzvaných donorov vodíka. Substráty sú peroxid vodíka alebo organické peroxidy, kataláza je špeciálny prípad.
V prípade katalázy ako peroxidázy pôsobí ako donor vodíka druhá molekula peroxidu vodíka. Prenáša atómy vodíka. Dve molekuly peroxidu vodíka sa vytvoria na dve molekuly vody a jednu molekulu kyslíka. Pomocou peroxidu vodíka oxiduje cytochróm c peroxidáza napríklad ferroform cytochrómu C. Pomocou peroxidázy štítnej žľazy sa jodidový ión v prítomnosti peroxidu vodíka redukuje a ten sa okamžite premieňa s aminokyselinou tyrozín za vzniku hormónov štítnej žľazy.
Glutatiónperoxidáza je dôležitá peroxidáza. To katalyzuje oxidáciu glutatiónu peroxidom vodíka za tvorby vody. Vďaka tomu je jedným z najdôležitejších antioxidantov v tele.
Funkcia, účinok a úlohy
Najdôležitejšou úlohou peroxidáz je rozkladať toxický peroxid vodíka a organické peroxidy v organizme. Peroxidy sú veľmi agresívne látky, ktoré môžu veľmi ľahko oxidovať vlastné biomolekuly tela.
V mnohých oxidačných metabolických procesoch často vznikajú ako metabolity. Pri rozklade peroxidov sa zvyčajne uvoľňuje peroxid vodíka, ktorý napáda ďalšie endogénne látky. Voľné radikály sa tiež vždy tvoria ako medziprodukty pri premene peroxidov. Aby sa obmedzil účinok voľných radikálov, musia sa preto tiež rozložiť peroxidy. Enzým kataláza je zodpovedný za priame štiepenie peroxidu vodíka vo vode a kyslíku. Glutatiónperoxidáza oxiduje glutatiónsulfid a súčasne redukuje peroxid vodíka na vodu. Glutatión je tripeptid vyrobený z kyseliny glutámovej, cysteínu a glycínu.
V pečeni ako antioxidant je najdôležitejšou účinnou látkou pri detoxikácii organizmu. Pritom sa oxiduje. Ak sa aplikuje do bodu vyčerpania, môže dôjsť k akútnemu zlyhaniu pečene, pretože už nie sú potrebné detoxikačné reakcie, ktoré sú vždy potrebné. Výsledkom je, že enzým glutatiónperoxidáza je mimoriadne dôležitý ako súčasť bunkovej obrany proti oxidačnému stresu. Nedostatok tohto enzýmu môže viesť k artérioskleróze, nádorom a neurodegeneratívnym ochoreniam.
Peroxidáza štítnej žľazy zase stavia jód na hormóny štítnej žľazy oxidáciou jodidu. Aj tu sa atómy vodíka prenášajú z tyrozínu na peroxid vodíka počas oxidácie jodidového iónu. Pritom sa tvoria hormóny štítnej žľazy a voda.
Vzdelávanie, výskyt, vlastnosti a optimálne hodnoty
Peroxidázy sa nachádzajú hlavne v peroxizómoch bunky. Peroxizómy sú membránovo utesnené bunkové organely, v ktorých sa rozkladajú agresívne peroxidy. Tieto reakcie sa musia uskutočňovať oddelene od zvyšku oblasti bunky, pretože môžu byť nebezpečné pre zvyšok bunky. Peroxizómy obsahujú peroxidázy, ktoré rozkladajú peroxid vodíka a iné peroxidy, ktoré nerušia cytoplazmy bunky.
Počet a veľkosť peroxizómov a ich obsah proteínov závisia od typu bunky. Čím viac detoxikačných reakcií sa musí uskutočniť, tým väčší je počet a objem vezikúl. Peroxizómy obsahujú asi 60 oxidáz a monooxygenáz, ktoré katalyzujú odbúravanie mastných kyselín a ďalších látok s obsahom kyslíka. Peroxidy sa tvoria ako zvlášť reaktívne medziprodukty, ktoré sa musia preto rozštiepiť pomocou peroxidáz.
Choroby a poruchy
Peroxid vodíka ako medziprodukt, najmä pri oxidačnom štiepení tukov, má na organizmus veľké účinky. Samotný má oxidačný účinok a môže poškodiť telo. Preto peroxidázy hrajú veľmi dôležitú úlohu, najmä s ohľadom na oxidačný stres.
Ako antioxidanty sú súčasťou bunkového obranného systému najmä glutatiónperoxidázy. Glutatiónové peroxidázy sú tvorené z glutatiónu. Závisia od selénu ako kofaktora. Glutatión je tripeptid pozostávajúci z kyseliny glutámovej, cysteínu a glycínu Selén sa v enzýmoch viaže na cysteín, cysteín selénu je reaktívnym centrom enzýmu. Porucha alebo nedostatok glutatiónperoxidázy môže viesť k vážnym zdravotným problémom. Tento nedostatok je často spôsobený nedostatkom selénu. To obmedzuje funkciu enzýmu. Najmä v niektorých oblastiach Číny, kde je pôda veľmi chudobná na selén, sa vyskytuje tzv. Keshanský syndróm (pomenovaný po okrese Keshan).
Ochorenie sa prejavuje srdcovými problémami, ako sú srdcové arytmie, zlyhanie srdca alebo dokonca kardiogénny šok. Glutatiónperoxidázy pochádzajú z glutatiónu. Toto sa vyskytuje najmä v pečeni a neustále sa vytvára v tele. Ak sú však prítomné väčšie koncentrácie peroxidov, oxidáciou sa glutatión veľmi rýchlo konzumuje. Môže sa to stať rýchlo pri fyzickom cvičení, emocionálnom strese alebo infekciách. Nezdravý životný štýl so zlou stravou, environmentálnymi toxínmi, alkoholom, cigaretovým dymom a mnohými ďalšími môže tiež viesť k nedostatku glutatiónu.
Tento nedostatok sa prejavuje oslabeným imunitným systémom a preťažením pečene. Ak sa zdravotné ťažkosti ešte nestali chronickými, zmena životného štýlu rýchlo vedie k uzdraveniu, pretože sa rýchlo formuje glutatión.
