Peroxidase, molecuulformule NULL, CAS 9003-99-0, het is een markerenzym van peroxisomen en een type oxidoreductase dat veel reacties kan katalyseren. Peroxidas is een enzym dat substraatoxidatie katalyseert met behulp van waterstofperoxide als elektronenacceptor. Het komt voornamelijk voor in de peroxisomen van de drager, met ijzerporfyrine als secundaire groep, die waterstofperoxide kan katalyseren, fenol- en amineverbindingen en koolwaterstofoxidatieproducten kan oxideren, en heeft een dubbel effect door de toxiciteit van waterstofperoxide en fenol-, amine-, aldehyde- en benzeenverbindingen te elimineren. Peroxidas is een type oxidoreductase. Verdeeld in lichaamsvloeistoffen of cellen zoals melk, witte bloedcellen en bloedplaatjes, heeft dit enzym ook heem als cofactor. Het katalyseert de oxidatie van substraten met behulp van H2O2 als elektronenacceptor. Het katalyseert de directe oxidatie van fenol- of amineverbindingen door H2O2, zoals glutathionperoxiden, eosinofiele peroxiden en schildklierperoxiden, en heeft een dubbel effect op het elimineren van de toxiciteit van waterstofperoxide en fenolische aminen. De reactie is als volgt: R+H2O2RO+H2O of RH2+H2O2-R+2H2O. Bij de klinische diagnose wordt bij het waarnemen van de aanwezigheid van occult bloed in de ontlasting gebruik gemaakt van de activiteit van peroxidas in rode bloedcellen om aniline te oxideren tot blauwe verbindingen.
Middelmatig enzym
(1) Dieren
Peroxisomen zijn betrokken bij de bèta-oxidatie van vetzuren bij dieren (een ander organel is mitochondriën), en de concentratie van peroxisomen in de levercellen van ratten is vertienvoudigd na inname van Jiangzhi Ling. Bovendien hebben peroxisomen ook ontgiftende effecten, omdat catalse H2O2 kan gebruiken om schadelijke stoffen zoals fenolen, formaldehyde, mierenzuur en alcoholen te oxideren. Een kwart van de ingenomen alcohol wordt in peroxisomen geoxideerd tot aceetaldehyde.
(2) Planten
In planten omvatten peroxisomen voornamelijk:
① Neem deel aan fotorespiratie en oxideer het bijproduct van fotosynthese, glycolzuur, tot aceetaldehyde en waterstofperoxide.
② Bij ontkiemende zaden vindt - oxidatie van vet plaats om acetyl CoA te produceren, dat door isocitraat wordt afgebroken tot azijnzuur en barnsteenzuur via de glyoxylaatcyclus. Het wordt vervolgens toegevoegd aan de tricarbonzuurcyclus, ook bekend als het glyoxysoom, omdat het de glyoxylaatcyclus betreft.
Functionele reactie
De functie vanperoxidase:
Deze functie wordt bereikt door het gebruik van waterstofperoxide om verschillende substraten zoals fenol, mierenzuur, formaldehyde en ethanol te oxideren. De oxidatie heeft tot gevolg dat deze giftige stoffen niet-giftig worden, waardoor formaldehyde en tolueen effectief worden afgebroken. Tegelijkertijd zet het H2O2 ook verder om in niet-giftig H2O. Dit ontgiftende effect is vooral belangrijk voor de lever en de nieren. Bijna de helft van de ethanol die mensen drinken, wordt op deze manier bijvoorbeeld geoxideerd tot aceetaldehyde, waardoor de toxische effecten van ethanol op cellen worden verlicht.
De gevoeligheid van peroxisomen en mitochondriën voor zuurstof is anders. De optimale zuurstofconcentratie die nodig is voor mitochondriale oxidatie is ongeveer 2%. Het verhogen van de zuurstofconcentratie verbetert de oxidatieve capaciteit van de mitochondriën niet. De oxidatiesnelheid van peroxisomen neemt evenredig toe met de toename van de zuurstofspanning. Daarom hebben mitochondriën onder zuurstofomstandigheden met een lage concentratie een sterker vermogen om zuurstof te gebruiken dan peroxisomen. Bij zuurstofomstandigheden met een hoge concentratie domineert echter de oxidatieve reactie van peroxisomen, waardoor peroxisomen de mogelijkheid hebben om cellen te beschermen tegen de toxiciteit van zuurstof met een hoge concentratie.
Ongeveer 25-50% van de vetzuren in dierlijke weefsels wordt geoxideerd in peroxisomen, terwijl de rest wordt geoxideerd in de mitochondriën. Bovendien nemen peroxisomen, vanwege de aanwezigheid van enzymen die verband houden met de fosfolipidesynthese in peroxisomen, ook deel aan de lipidensynthese.
In de meeste dierlijke cellen is uraatoxidase essentieel voor de oxidatie van urinezuur. Urinezuur is een product van het afbraakmetabolisme van nucleotiden en bepaalde eiwitten, en urinezuuroxidase kan dit metabolische afval verder oxideren en verwijderen. Bovendien zijn peroxisomen ook betrokken bij ander stikstofmetabolisme, zoals transaminase dat de overdracht van aminogroepen katalyseert.
Reactie van peroxisomen:
De gemeenschappelijkheid van verschillende oxidasen is dat ze substraten oxideren om waterstofperoxide te genereren.
RV2+O2→R+H2O2
Catalse kan ook waterstofperoxide gebruiken om andere substraten zoals aldehyden, alcoholen en fenolen te oxideren.
R′H2+H2O2→R′+2H2O
Als er een overmaat aan H2O2 in de cel aanwezig is, kan catalse bovendien de volgende reacties katalyseren:
2H2O2 → 2H2O + O2
Enzym lichaam:
Peroxisomen zijn blaasjes omsloten door een eenheidsmembraan, met een diameter van ongeveer 0,5-1,0 μm, doorgaans kleiner dan mitochondriën. Vaak aanwezig in verschillende cellen van eukaryoten, met bijzonder hoge aantallen in lever- en niercellen. Het kenmerkende enzym van peroxisomen is catalse, dat voornamelijk waterstofperoxide hydrolyseert. Waterstofperoxide (H2O2) is een cytotoxische stof die wordt geproduceerd in de oxidatiereductiereactie die wordt gekatalyseerd door oxidase. Zowel oxidase als catalse zijn aanwezig in het peroxisoom en bieden bescherming aan cellen.
Planten bevatten een groot aantal peroxisomen, dit zijn zeer actieve enzymen. Het houdt verband met ademhaling, fotosynthese en oxidatie van auxine. Tijdens het proces van plantengroei en ontwikkeling verandert de activiteit voortdurend. De activiteit is over het algemeen hoger in verouderde weefsels en zwakker in jonge weefsels. Dit komt omdatperoxidasekan bepaalde koolhydraten in weefsels omzetten in lignine, waardoor de mate van verhouting toeneemt. Bovendien is gevonden dat de activiteit van peroxidas in rijstwortels toeneemt met voortijdige veroudering en verminderde opbrengst. Daarom kunnen peroxidas worden gebruikt als een fysiologische indicator van weefselveroudering. Daarnaast krijgt ook de belangrijke rol van peroxidas-iso-enzymen bij genetische veredeling aandacht.
Guaiacolase is een type oxidoreductase dat veel voorkomt in dieren, planten en micro-organismen. De ontwikkelingsgeschiedenis kan volgens de tijdlijn als volgt worden samengevat:
Wetenschappers begonnen aandacht te besteden aan stoffen met redoxactiviteit in cellen, maar de specifieke vorm van guaiacolase was nog niet duidelijk. Vroeg onderzoek concentreerde zich voornamelijk op de oxidase-activiteit in plantenweefsels en ontdekte dat bepaalde plantenextracten de afbraak van waterstofperoxide konden katalyseren.
Met de verdieping van enzymatisch onderzoek isoleerden wetenschappers geleidelijk eiwitten met guaiacolase-activiteit. In 1928 isoleerden Keilin en Hartree voor het eerst mierikswortel-guaiacolase (HRP) uit mierikswortel en bestudeerden systematisch de katalytische eigenschappen ervan, waarmee ze de basis legden voor daaropvolgend guaiacolase-onderzoek.
Onderzoek onthulde de kernrol van guaiacolase in het biologische metabolisme, inclusief deelname aan de ligninesynthese, verdediging tegen invasie van pathogenen en regulering van de redoxbalans. In 1954 ontdekte J. Rhodin een uit één laag membraan gewikkeld organel in tubulaire nierepitheelcellen van muizen, dat later peroxisomen werd genoemd, waardoor de cellulaire lokalisatie vanperoxidase.
Door middel van biochemische en moleculair biologische technieken hebben wetenschappers het katalytische mechanisme van guaiacolase opgehelderd en ontdekten ze dat het heem gebruikt als secundaire groep om de ontleding van waterstofperoxide te katalyseren via de redoxcyclus van de ijzerporfyrinering. Ondertussen onthulde de studie de sleutelrol van peroxisomen bij de bèta-oxidatie van vetzuren, de galzuursynthese en de regulatie van het metabolisme van reactieve zuurstofsoorten.
Met de opkomst van genetische manipulatietechnologie hebben wetenschappers met succes verschillende guaiacolase-genen gekloond en tot expressie gebracht, zoals glutathion-guaiacolase en schildklier-guaiacolase, wat hun toepassing in medische diagnose en behandeling bevorderde. HRP is bijvoorbeeld een kerninstrument geworden voor immunohistochemische kleuring en detectie van anti-nucleaire antilichamen in serum vanwege de hoge stabiliteit ervan.
Uit onderzoek is gebleken dat peroxisoomdisfunctie nauw verband houdt met verschillende ziekten, zoals het Zellweger-syndroom, erfelijke ziekten zoals bijnierleukodystrofie, maar ook met complexe ziekten zoals kanker en neurodegeneratieve ziekten. Peroxisoomdefecten leiden bijvoorbeeld tot de ophoping van reactieve zuurstofsoorten, waardoor celbeschadiging en ontstekingsreacties ontstaan.
Met de ontwikkeling van single{0}} cell sequencing en ruimtelijke omics-technologie ontdekten wetenschappers de kernrol van peroxisomen in celtype-specifieke metabolische regulatie. Uit een onderzoek in Science uit 2025 bleek bijvoorbeeld dat peroxisomen van macrofagen chronische fibrose na viraal longletsel remmen door de mitochondriale homeostase te reguleren, wat een nieuw doelwit vormt voor de behandeling van de gevolgen van COVID-19.
Toekomstige richting en technologische innovatie
Synthetische biologie en metabole engineering: Door de metabolische route van het peroxisoom te wijzigen kan de biosynthese van hoogwaardige verbindingen (zoals polyhydroxyalkanoaten) worden bereikt, waardoor groene productie en duurzame ontwikkeling worden bevorderd.
Precisiegeneeskunde en medicijnontwikkeling: Ontwikkel, op basis van het regulatiemechanisme van de peroxisoomfunctie, nieuwe therapieën voor stofwisselingsziekten, neurodegeneratieve ziekten en virale infecties, zoals het bevorderen van peroxisoombiogenese door middel van kleine molecuulgeneesmiddelen om het weefselherstelvermogen te verbeteren.
veelgestelde vragen
Wat is de functie van peroxidase?
Peroxidasen zijn een groep enzymen diekatalyseren van de oxidatie van een substraat door waterstofperoxide of een organisch peroxide. De meeste peroxidasen zijn ijzer(III)heemeiwitten – een opmerkelijke uitzondering is glutathionperoxidase, een selenium-bevattend enzym.
Wat betekent hoge peroxidase?
Schildklierperoxidase (TPO)-antilichamen
Als u positief test op TPO-antilichamen (als u een hoog gehalte heeft), kan dit het volgende betekenen:U heeft de ziekte van Hashimoto(als u hoge TSH-waarden heeft) U kunt op latere leeftijd hypothyreoïdie ontwikkelen (als uw TSH-waarden momenteel normaal of bijna normaal zijn)
Waar is een peroxidasetest voor?
Artsen bestellen tests voor schildklierperoxidase-antilichamen:voor het diagnosticeren en monitoren van auto-immuunziekten waarbij de schildklier betrokken is, zoals de ziekte van Hashimoto en de ziekte van Graves. om schildklieraandoeningen te diagnosticeren, zoals thyroiditis (ontsteking van de schildklier) of struma (een vergrote schildklier)
Wat is het verschil tussen catalase en peroxidase?
Beide enzymen gebruiken één molecuul waterstofperoxide om een hoogwaardig ijzertussenproduct te vormen, genaamd Compound I (Cpd I). Echter, terwijlcatalase Cpd I oxideert een tweede H2O2molecuul naar zuurstof, gebruiken peroxidasen dit tussenproduct om andere substraten te oxideren in plaats van H2O2.
Wat is een andere naam voor peroxidase?
Peroxidasen ofperoxide-reductasen(EG-nummer 1.11. 1. x) vormen een grote groep enzymen die een rol spelen in verschillende biologische processen. Ze zijn genoemd naar het feit dat ze gewoonlijk peroxides afbreken, en mogen niet worden verward met andere enzymen die peroxide produceren, wat vaak oxidasen zijn.
Wordt peroxidase gebruikt in Elisa?
Mierikswortelperoxidase wordt vaak gebruikt in verschillende diagnostische tests en testen op het gebied van immunologie en moleculaire biologie. Enzym-gekoppelde immunosorbenttest (ELISA):HRP wordt gebruikt als detectie-enzym bij ELISA, een test die de aanwezigheid van antilichamen of antigenen in een monster detecteert.
Populaire tags: peroxidase cas 9003-99-0, leveranciers, fabrikanten, fabriek, groothandel, kopen, prijs, bulk, te koop