vpravo|náhľad|Glutatiónperoxidáza 1 (PDB: )

Peroxidázy alebo peroxidreduktázy () tvoria veľkú skupinu enzýmov, ktoré majú dôležité úlohy v rôznych biologických procesoch. Sú pomenované podľa svojej schopnosti rozkladať (redukovať) peroxidy. Peroxidázy majú predovšetkým obrannú úlohu alebo sa účastnia biosyntézy (napr. bunkovej steny u rastlín alebo hormónu tyroxínu). Medzi peroxidázy patrí aj kataláza, ktorá je však schopná peroxid vodíka i oxidovať.

Funkcia Peroxidázy typicky katalyzujú nasledovnú reakciu:

ROOR' + \overset{donor \atop elektr\acute{o} nov}{2e^-} + 2H+ ->[\ce{peroxid\acute{a} za}] {ROH} + R'OH

Peroxidázy teda v procese rozkladu peroxidu vodíka oxidujú nejaký substrát. V prípade katalázy je donor elektrónov druhá molekula peroxidu vodíka.

Substrát, aktívne miesto, donor elektrónov Pre mnohé peroxidázy je optimálnym substrátom peroxid vodíka, ale niektoré majú vyššiu aktivitu pri rozklade organických hydroperoxidov, napríklad lipoperoxidov.

Peroxidázy môžu v aktívnom mieste obsahovať hemový kofaktor alebo majú redoxne aktívne cysteín či selenocysteín. Niektoré peroxidázy majú namiesto toho v aktívnom mieste vanád alebo mangán.

Ako donor elektrónov môžu fungovať rôzne látky. Napríklad:

Chrenová peroxidáza môže použiť mnoho rôznych organických zlúčenín ako donory a akceptory elektrónov. Tento enzým má dobre dostupné aktívne miesto, ktoré je prístupné mnohým zlúčeninám. Naproti tomu iné enzýmy, napríklad cytochróm c peroxidáza, majú úzke aktívne miesto, takže sú schopné využiť len málo látok ako donory elektrónov.

U mnohých týchto enzýmov úplne chýba väzbové miesto pre oxidovaný substrát. Dokonca i krátke peptidy (8-12 aminokyselín) kovalentne naviazané na hem, ktoré obsahujú histidín ako proximálny ligand pre hem, vykazujú peroxidázovú aktivitu.

Klasifikácia Medzi rodiny peroxidáz patria:

hemové peroxidázy hlavné superrodiny: (neživočíšne) hemové peroxidázy (rastlinné, bakteriálne, hubové) - hem sa viaže nekovalentne, ďalej sa delia na tri rodiny živočíšne hem-dependentné peroxidázy - hem je kovalentne viazaný Dy-P rodina peroxidáz katalázy niektoré haloperoxidázy dihemová cytochróm c peroxidáza nehemové peroxidázy tiolové (a selenolové): glutatiónperoxidáza peroxiredoxín niektoré haloperoxidázy vanádová bromoperoxidáza alkylhydroperoxidreduktáza mangánová peroxidáza NADH peroxidáza

Charakterizácia Glutatiónperoxidázová rodina sa skladá z 8 známych ľudských izoforiem. Glutatiónperoxidáza využíva glutatión ako donor elektrónov a je schopná pôsobiť na peroxid vodíka i organické hydroperoxidy. Bolo ukázané, že Gpx1,Gpx2, Gpx3 a Gpx4 sú enzýmy obsahujúce selén, zatiaľ čo Gpx6 je u ľudí selenoproteín a u hlodavcov sa nachádza ako homológ bohatý na cysteín. Gpx5 neobsahuje selenocysteín, ale cysteín.

Amyloid beta po naviazaní na hem takisto vykazuje peroxidázovú aktivitu.

Typickou skupinou peroxidáz sú haloperoxidázy. Táto skupina je schopná reagovať s halogenidmi a i prírodnými organohalogenidmi.

Väčšinu aminokyselinových sekvencií peroxidáz je možné nájsť v databáze PeroxiBase.

Rezistencia na patogény Aj keď presný mechanizmus zatiaľ nie je známy, peroxidázy majú úlohu v posilňovaní obranyschopnosti rastlín voči patogénom. Mnohé druhy Solanaceae, hlavne Solanum melongena (baklažán) a Capsicum chinense (paprika čínska), používajú guajakol a enzým guajakolperoxidázu na obranu voči bakteriálnym parazitom, ako je napríklad Ralstonia solanacearum – expresia génu tohto enzýmu začína už minúty po napadnutí baktériou.Prakasha, A, Umesha, S. Biochemical and Molecular Variations of Guaiacol Peroxidase and Total Phenols in Bacterial Wilt Pathogenesis of Solanum melongena. Biochemistry & Analytical Biochemistry, 5,292, 2016

Použitie Peroxidázy možno použiť na čistenie odpadových vôd. Je tak možné odstrániť napríklad fenoly, ktoré patria medzi významné polutanty, pomocou enzýmom katalyzovanej polymerizácie za použitia chrenovej peroxidázy alebo peroxidázy zo zemiakov či iných. Fenoly sa oxidujú na fenoxy radikály, ktoré potom reagujú za vzniku oligomérov a polymérov, ktoré sú menej toxické než samotné fenoly. Takisto je možné použiť peroxidázy na premenu toxických látok na menej škodlivé látky.

Prebieha i výskum použitia peroxidáz v rôznych výrobných procesoch, napríklad na výrobu adhezív, počítačových čipov, súčiastok na výrobu áut a obloženie bubna či plechoviek. Iné štúdie ukázali, že peroxidázy možno použiť na polymerizáciu anilínov a fenolov v organických rozpúšťadlách.Tuhela, L., G. K. Sims, and O. Tuovinen. 1989. Polymerization of substituted anilines, phenols, and heterocyclic compounds by peroxidase in organic solvents. Columbus, Ohio: The Ohio State University. 58 pages.

Použitie peroxidáz na asymetrickú syntézu chirálnych sulfoxidov bolo takisto preskúmané.

Peroxidázy sa niekedy používajú ako histologické markery.

Referencie

Pozri aj

Askorbátperoxidáza Chloridperoxidáza Cytochróm c peroxidáza Haloperoxidáza Hemoproteín Imunoperoxidáza Laktoperoxidáza Myeloperoxidáza Tyroidperoxidáza

Zdroj

Kategória:Hemoproteíny Kategória:Oxidoreduktázy