Peroksüdaasid esindavad ensüümide mis lagunevad vesinik peroksiid või orgaaniline peroksiidid mis tahes organismis. Peroksiidid on tugevad tsütotoksiinid, mis on saadud arvukate biokeemiliste oksüdatsioonireaktsioonide abil. Seega kuuluvad peroksüdaasid kõige olulisemate antioksüdantide hulka.
Mis on peroksüdaasid?
Peroksüdaasid on ensüümide mis enamasti lagundavad mürgiseid aineid vesinik peroksiid. Siiski orgaaniline peroksiidid neid ka vähendatakse ensüümide. Nendes reaktsioonides saab vastav peroksiid osalise sammuna kaks elektroni ja kaks prootoni. See tähendab, et vesinik toimub aatomid. Selle käigus side nende kahe vahel hapnik peroksiidi aatomid on purunenud. Peroksidaaside hulka kuuluvad katalaas, tsütokroom c-peroksidaas, türeoperoksidaas ja glutatioonperoksidaas. Vesiniku aatomid pärinevad nn vesiniku doonoritelt. Vesinikperoksiidi või orgaanilised peroksiidid esindavad substraate. Katalaasi peetakse erijuhtumiks. Katalaasis peroksüdaasina sekund vesinikperoksiidi molekul toimib vesiniku doonorina. See kannab seega vesiniku aatomeid. Selle käigus kaks molekulid of vesinikperoksiidi muundatakse kaheks molekuliks vesi ja üks molekul hapnik. Näiteks tsütokroom c-peroksidaas oksüdeerib vesinikperoksiidi abil tsütokroom C ferovormi. Türoperoksüdaas vähendab jodiid ioon vesinikperoksiidi juuresolekul, mis reageerib kohe türosiiniga aminohappega, moodustades kilpnäärme hormoonid. Oluline peroksidaas on glutatioonperoksidaas. See katalüüsib glutatiooni oksüdeerumist vesinikperoksiidi abil koos vesi. Seega on see organismi üks olulisemaid antioksüdante.
Funktsioon, efekt ja ülesanded
Peroksüdaaside kõige olulisem ülesanne on mürgiste vesinikperoksiidi ja orgaaniliste peroksiidide lagundamine organismis. Peroksiidid on väga agressiivsed ained, mis võivad keha biomolekule väga kergesti oksüdeerida. Paljudes oksüdatiivsetes ainevahetusprotsessides moodustuvad need sageli metaboliitidena. Peroksiidide lagundamisel eraldub tavaliselt vesinikperoksiid, mis ründab teisi endogeenseid aineid. Lisaks moodustuvad peroksiidide muundamisel vaheproduktidena alati vabad radikaalid. Vabade radikaalide mõju piiramiseks tuleb seetõttu ka peroksiidid lagundada. Ensüüm katalaas vastutab vesinikperoksiidi otsese lagundamise eest vesi ja hapnik. Glutatioonperoksidaas oksüdeerib glutatioonsulfiidi ja redutseerib samaaegselt vesinikperoksiidi veeks. Glutatioon on glutamiinhappe tripeptiid, tsüsteiin ja glütsiin. See on organismi kõige olulisem toimeaine maks nagu antioksüdant keha detoksifitseerimiseks. Selle käigus see ise oksüdeerub. Kui seda kasutatakse kuni kurnatuseni, siis äge maks rike võib tekkida, kuna võõrutus alati vajalikke reaktsioone enam ei toimu. Selle tulemusena on ensüüm glutatioonperoksüdaas ülimalt oluline kui rakulise kaitse komponent oksüdatiivse stress. Selle ensüümi puudus võib viima et arterioskleroos, kasvajad ja neurodegeneratiivsed haigused. Türoperoksüdaas omakorda sisaldab jood kilpnäärmesse hormoonid oksüdeerides jodiid. Jällegi kantakse vesiniku aatomid türosiinist vesinikperoksiidiks jodiid ioon. Selle käigus kilpnääre hormoonid ja vesi moodustub.
Moodustumine, esinemine, omadused ja optimaalsed väärtused
Peroksüdaase leidub peamiselt raku peroksisoomides. Peroksisoomid esindavad raku organelle, mis on suletud membraanidega, milles agressiivsed peroksiidid lagunevad. Need reaktsioonid peavad toimuma eraldatuna ülejäänud rakust, kuna need võivad olla ülejäänud rakule ohtlikud. Peroksisoomid sisaldavad peroksüdaase, mis lagundavad vesinikperoksiidi ja teisi peroksiide seal raku tsütoplasmas häirimata. Peroksisoomide arv ja suurus ning nende varustus koos valgud sõltuvad rakutüübist. Rohkem võõrutus reaktsioonid peavad toimuma, seda suurem on nende arv ja maht vesiikulite kohta. Peroksisoomides on umbes 60 oksüdaasi ja mono-oksügenaasi, mis katalüüsivad rasvhapped ja muud ained koos hapniku lisamisega. Selle käigus moodustuvad peroksiidid ka eriti reaktiivsete vaheühenditena, mis tuleb seetõttu peroksidaaside abil lagundada.
Haigused ja häired
Vesinikperoksiid kui vahesaadus peamiselt rasvade oksüdatiivsel lagundamisel avaldab organismile suurt mõju. Sellel on ise oksüdeeriv toime ja see võib keha kahjustada. Seetõttu mängivad peroksüdaasid väga olulist rolli, eriti mis puudutab oksüdatiivseid aineid stress. Eelkõige on glutatioonperoksüdaasid raku kaitsesüsteemi komponendid kui antioksüdandid. Glutatioonperoksüdaasid on üles ehitatud glutatioonist. Nad sõltuvad seleen kofaktorina. Seega esindab glutatioon glutamiinhappe tripeptiidi, tsüsteiin ja glütsiin. Seleen seob tsüsteiin igas ensüümis, kusjuures selenotsüsteiin esindab ensüümi reaktiivset keskust. Glutatioonperoksüdaasi talitlushäire või defitsiidi korral on see tõsine tervis tagajärjed. Selle puuduse põhjustab sageli a seleen puudus. Sellisel juhul on ensüümi funktsioon häiritud. Eriti mõnes piirkonnas Hiina, kus muld on seleenivaene, tekib nn Keshani sündroom (nimetatud Keshani maakonna järgi). Haigus avaldub südame sümptomites nagu südame rütmihäired, süda ebaõnnestumine või isegi kardiogeenne šokk. Glutatioonist toodetakse glutatioonperoksidaase. See on eriti ilmne maks ja seda toodetakse pidevalt kehas. Suuremate peroksiidide kontsentratsioonide juuresolekul kulub glutatiooni oksüdeerimisel väga kiiresti. See võib füüsiliste harjutuste korral juba kiiresti juhtuda, emotsionaalne stress või infektsioonid. Ebatervislik elustiil koos vaestega dieet, keskkonnamürgid, alkohol, sigaretisuits ja muu võib ka viima glutatiooni puuduseni. See puudus avaldub immuunsüsteemi ja maksa ülekoormus. Kui tervis kaebused pole veel krooniliseks muutunud, elustiili muutus viib kiiresti taastumiseni, sest glutatioon toodetakse taas kiiresti.
