Was ist Glutathionperoxidase?
Freie Radikale werden als normaler Bestandteil des Zellstoffwechsels produziert. Solche Verbindungen umfassen Peroxide - oxidierende Verbindungen, die DNA, Lipide und Proteine schädigen können. Dieser oxidative Stress kann zu Krankheiten wie Arteriosklerose und zum Alterungsprozess beitragen. Glutathionperoxidase (GPx) ist eine Art Enzym, das als zelluläres Antioxidans dient. Es reduziert die Peroxidgruppe unter Verwendung von Glutathion als Reduktionsmittel zu einer relativ unreaktiven Alkoholgruppe und schützt so die Zelle vor oxidativen Schäden.
Wenn eine Verbindung oxidiert wird, gibt sie ein Elektron ab. Bei sauerstoffhaltigen Verbindungen führt dies zu einer instabilen Verbindung, die ein Elektron aus einer nahe gelegenen Substanz nimmt, um sich selbst zu stabilisieren, was möglicherweise große Schäden an zellulären Komponenten verursacht. Peroxide sind Verbindungen, die aus zwei Sauerstoffmolekülen bestehen, die durch eine Einfachbindung verbunden sind und stark oxidieren. Diese Substanzen können durch als Peroxidasen bekannte Enzyme reduziert und weniger schädlich gemacht werden. Diese Aktivität ist ein wichtiger antioxidativer Entgiftungsmechanismus für praktisch alle Organismen, die in einer Sauerstoffatmosphäre leben, einschließlich Mikroorganismen.
Peroxidasen des als Meerrettichperoxidase bekannten Typs weisen an ihrem aktiven Zentrum eine eisenhaltige Hämgruppe auf. Stattdessen hat Glutathionperoxidase das Metall Selen an seiner aktiven Stelle. Dies ist einer der Gründe, warum Selen in der menschlichen Ernährung benötigt wird. Diese Art von Peroxidase verwendet die schwefelhaltige Verbindung Glutathion, um die Peroxide zu reduzieren und sie zu entgiften.
Glutathionperoxidase umfasst eine Enzymfamilie. Daher gibt es eine Reihe eng verwandter Proteine, die von verschiedenen menschlichen Genen produziert werden. Die verschiedenen Enzyme scheinen getrennte Funktionen zu haben. Sie werden in unterschiedlichen Geweben produziert und unterscheiden sich in der Art der Reaktionen, die durch die Enzyme vermittelt werden.
Seit 2010 wurden beim Menschen acht verschiedene Typen identifiziert, die alle von unterschiedlichen Genen kodiert werden. Das primäre Formular scheint GPx1 zu sein. Es ist das am häufigsten vorkommende dieser Enzyme und kommt im Cytosol der meisten Säugetiergewebe vor. Diese Form der Glutathionperoxidase ist am wirksamsten bei der Reduktion von Wasserstoffperoxid, um Wasser als Endprodukt zu erzeugen.
Wasserstoffperoxid ist eine häufig in Zellen vorkommende Verbindung, die sich leicht zu freien Radikalen zersetzt. Es entsteht durch die Aktivität des Immunsystems von Tieren. Diese Verbindung ist jedoch toxisch, und es besteht die Notwendigkeit, dass ein Enzym weit verbreitet ist, um es zu entgiften. Glücklicherweise ist GPx1 häufig vorhanden, um eine solche Rolle durch Reduktion des Wasserstoffperoxids zu Wasser zu erfüllen. Einige ethnische Gruppen haben eine veränderte Version dieses Enzyms, die ihre Resistenz gegen Malaria verbessert.
Eine andere Art von Glutathionperoxidase, die ein wichtiges antioxidatives Enzym darstellt, ist GPx4. Lipide können oxidiert werden, um Hydroperoxide zu bilden, eine besonders schädliche Form von Peroxid. Diese reaktiven Lipide können die Lipide in ihrer Umgebung schädigen und zu möglichen Erkrankungen wie Entzündungen und Herzerkrankungen führen. GPx4, auch als Phospholipidhydroperoxid bekannt , reduziert diese geschädigten Lipide von Peroxiden zu Alkoholen. Diese Form der Glutathionperoxidase ist auch in Zellen weit verbreitet, wird jedoch in geringerem Maße als GPx1 exprimiert.