פרוקסידזות מייצגים אנזימים המפרקים מי חמצן או חמצן אורגני בכל אורגניזם. מי חמצן הם רעלים תאים חזקים המיוצרים בתגובות חמצון ביוכימיות רבות. זה הופך את peroxidases לאחד הנוגדי חמצון החשובים ביותר.
מהם peroxidases?
פרוקסידזות הם אנזימים אשר ברוב המקרים מפרקים את מי החמצן הרעילים. אנזימים אלה גם מפחיתים חמצן אורגני.
בתגובות אלה, החמצן המקביל מקבל שני אלקטרונים ושני פרוטונים בשלבי משנה. כלומר, יש העברת אטומי מימן. הקשר בין שני אטומי החמצן של החמצן נשבר. הפרוקסידזות כוללות קטלז, ציטוכרום פרוקסידאז, פרוקסידאז בלוטת התריס וגלוטתיון פרוקסידז. אטומי המימן מגיעים מה שנקרא תורמי מימן. מי חמצן או חמצן אורגני הם המצעים. קטלז הוא מקרה מיוחד.
במקרה של קטלאז כפרוקסידאז, מולקולת שני מי חמצן מתפקדת כתורמת מימן. אז זה מעביר אטומי מימן. שתי מולקולות של מי חמצן נוצרות לשתי מולקולות מים ומולקולת חמצן אחת. בעזרת מי חמצן, ציטוכרום פרוקסידאז מחמצן, למשל, את הפראפורם של ציטוכרום C. בעזרת פרוקסידאז בלוטת התריס, מופחת יון יוד בנוכחות מי חמצן, שמומר מיד לחומצה האמינית טירוזין ליצירת הורמוני בלוטת התריס.
פרוטוקסידאז גלוטתיון הוא פרוקסידאז חשוב. זה מזרז את חמצון הגלוטתיון על ידי מי חמצן עם היווצרות מים. זה הופך אותו לאחד הנוגדי חמצון החשובים בגוף.
פונקציה, אפקט ומשימות
המשימה החשובה ביותר של פרוקסידזות היא פירוק מי חמצן רעילים ופרוקסידים אורגניים באורגניזם. פרוקסידים הם חומרים אגרסיביים מאוד שיכולים מאוד לחמצן את הבי-מולקולות של הגוף עצמו.
בתהליכים מטבוליים חמצוניים רבים הם מתעוררים לרוב כמטבוליטים. כאשר הפרוקסידים מתפרקים, בדרך כלל משתחררים מי חמצן, התוקפים חומרים אנדוגניים אחרים. רדיקלים חופשיים נוצרים תמיד כמוצרי ביניים בהמרה של פרוקסידים. על מנת להגביל את השפעת הרדיקלים החופשיים, יש לפירוק של פרוקסידים גם כן. קטלז האנזים אחראי לפירוק ישיר של מי חמצן במים וחמצן. גלוטתיון פרוקסידז מחמצן גלוטתיון סולפיד ובמקביל מפחית מי חמצן למים. גלוטתיון הוא טריפפטיד העשוי מחומצה גלוטמית, ציסטאין וגליצין.
בכבד כנוגד חמצון, הוא החומר הפעיל החשוב ביותר בגמילה מרעלים מהגוף. הוא מתחמצן בתהליך. אם הוא מוחל עד כדי תשישות, עלול להתרחש אי ספיקת כבד חריפה מכיוון שתגובות הגמילה הנחוצות תמיד אינן מתרחשות. כתוצאה מכך, האנזים גלוטתיון פרוקסידז חשוב ביותר כמרכיב ההגנה התאית מפני לחץ חמצוני. מחסור באנזים זה יכול להוביל לטרשת עורקים, גידולים ומחלות ניווניות.
פרוקסידאז של בלוטת התריס, בתורו, בונה יוד בהורמוני בלוטת התריס באמצעות חמצון של יוד. גם כאן מועברים אטומי מימן מטירוזין למי חמצן במהלך חמצון יון היוד. בתהליך נוצרים הורמוני בלוטת התריס והמים.
חינוך, התרחשות, תכונות וערכים מיטביים
הפרוקסידזות נמצאות בעיקר בפרוקסיזומים של התא. פרוקסיזומים הם אברוני תאים אטומים קרוםיים בהם מפרקים את החמצן האגרסיבי. התגובות הללו צריכות להתקיים בנפרד משאר אזור התא מכיוון שהן יכולות להיות מסוכנות לשאר התא. הפרוקסיזומים מכילים פרוקסידזות, אשר שם מפרקים מי חמצן ופרוקסידים אחרים שלא מופרעים על ידי הציטופלסמה של התא.
מספר וגודל הפרוקסיזומים ותכולת החלבון שלהם תלויים בסוג התא. ככל שיש יותר תגובות לניקוי רעלים שיש להתרחש, כך גדל מספרם ונפח שלפוחית השתן. הפרוקסיזומים מכילים כ 60- אוקסידאזים ומונוקסיגנזים, אשר מזרזים את פירוק חומצות השומן וחומרים אחרים עם הכללת חמצן. פרוקסידים נוצרים כמוצרי ביניים ריאקטיביים במיוחד, ולכן יש לפרק אותם בעזרת הפרוקסידזות.
מחלות והפרעות
מי חמצן כמוצר ביניים, בעיקר בפירוק חמצוני של שומנים, משפיעים רבות על האורגניזם. יש לו השפעה מחמצנת עצמה ועלולה לגרום נזק לגוף. לפיכך, לפרוקסידזות תפקיד חשוב מאוד בכל הקשור למתח חמצוני.
כנוגדי חמצון, פרוטוקסי גלוטתיון בפרט הם חלק ממערכת ההגנה הסלולרית. פרוטוקסידאזים גלוטתיון בנויים מגלוטתיון. הם תלויים בסלניום כסופרקטור. גלוטתיון הוא טריפפטיד שמורכב מחומצה גלוטמית, ציסטאין וגלצין, סלניום נקשר לציסטאין בכל אחד מהאנזימים, כאשר הסלניום ציסטאין הוא המרכז התגובה של האנזים. תקלה או היעדר גלוטתיון פרוקסידז עלולים להוביל לבעיות בריאותיות חמורות. מחסור זה נגרם לרוב מחסר סלניום. זה מגביל את תפקוד האנזים. במיוחד באזורים מסוימים בסין, בהם האדמה דלה מאוד בסלניום, מתרחשת מה שמכונה תסמונת קשן (על שם מחוז קשן).
המחלה מתבטאת בבעיות לב כמו הפרעות בקצב הלב, אי ספיקת לב או אפילו הלם קרדיוגני. פרוקסידזות הגלוטתיון נובעות מגלוטתיון. זה נמצא במיוחד בכבד ומיוצר כל הזמן בגוף. עם זאת, כאשר קיימים ריכוזים גדולים יותר של פרוקסידים, הגלוטתיון נצרך במהירות רבה על ידי חמצון. זה יכול לקרות במהירות עם פעילות גופנית, לחץ נפשי או זיהומים. אורח חיים לא בריא עם תזונה לקויה, רעלים סביבתיים, אלכוהול, עשן סיגריות ועוד ועוד יכול להוביל למחסור בגלוטתיון.
חסר זה בא לידי ביטוי במערכת חיסונית מוחלשת ובעומס יתר של הכבד. אם תלונות הבריאות טרם הפכו כרוניות, שינוי באורח החיים מביא במהירות להחלמה, מכיוון שגלוטתיון נוצר במהירות שוב.
