könyvespolc (Magyar)
a peroxiszómák funkciói
A peroxiszómák legalább 50 különféle enzimet tartalmaznak, amelyek különböző típusú biokémiai folyamatokban vesznek részt különböző típusú sejtekben . A peroxiszómákat eredetileg organellákként határozták meg, amelyek oxidációs reakciókat hajtanak végre, amelyek hidrogén-peroxid termeléséhez vezetnek. Mivel a hidrogén-peroxid káros a sejtre, a peroxiszómák tartalmazzák a kataláz enzimet is, amely lebontja a hidrogén-peroxidot akár vízzé alakítva, akár egy másik szerves vegyület oxidálásához. Számos szubsztrátot bontanak le az ilyen oxidatív reakciók a peroxiszómákban, beleértve a húgysavat, az aminosavakat és a zsírsavakat. A zsírsavak oxidációja (10.25. Ábra) különösen fontos példa, mivel ez biztosítja a metabolikus energia fő forrását. Az állati sejtekben a zsírsavak oxidálódnak mind a peroxiszómákban, mind a mitokondriumokban, de élesztőgombákban és növényekben a zsírsav oxidációja csak a peroxiszómákra korlátozódik. h4> 10.25. ábra
Zsírsav oxidáció peroxiszómákban. A zsírsav oxidációjával hidrogén-peroxid (H2O2) keletkezik oxigénből. A hidrogén-peroxidot kataláz bontja, akár vízzé alakítással, akár egy másik szerves vegyület oxidációjával (tovább …)
Az oxidációs reakciók rekeszének biztosítása mellett a peroxiszómák részt vesznek a lipid bioszintézisében. Állati sejtekben a koleszterin és a dolichol szintetizálódik a peroxiszómákban, valamint az ER-ben. A májban a peroxiszómák részt vesznek a koleszterinből származó epesavak szintézisében is. Ezenkívül a peroxiszómák tartalmaznak enzimeket, amelyek a plazmalogének szintéziséhez szükségesek – olyan foszfolipidcsalád, amelyben az egyik szénhidrogénlánc éterkötéssel, nem pedig észterkötéssel kapcsolódik a glicerinhez (10.26. Ábra). A plazmalogének bizonyos szövetekben, különösen a szívben és az agyban, fontos membránösszetevők, bár másokban hiányoznak.
10.26. Ábra
A plazmalogén szerkezete. A bemutatott plazmalogén analóg a foszfatidil-kolinnal. Az egyik zsírsavláncot azonban éter, és nem észterkötés köti össze a glicerinnel.
A peroxiszómák két különösen fontos szerepet töltenek be a növényekben. Először is, a magokban lévő peroxiszómák felelősek a tárolt zsírsavak szénhidrátokká történő átalakításáért, ami kritikus fontosságú az energia és a nyersanyagok biztosításához a csírázó növény növekedéséhez. Ez egy olyan reakciósorozaton keresztül történik, amelyet a glioxilát-ciklusnak neveznek, amely a citromsav-ciklus egyik változata (10.27. Ábra). A peroxiszómákat, amelyekben ez megtörténik, néha glyoxysomának nevezzük. A növények képesek szénhidrátokat szintetizálni zsírsavakból a glioxilát cikluson keresztül, amely a citromsav ciklus egyik változata (lásd 2.34. Ábra). A citromsav-ciklushoz hasonlóan az acetil-CoA oxaloacetáttal is összekapcsolódik (további …) a fotoszintézis során képződött melléktermék (10.28. ábra). A CO2 a fotoszintézis során szénhidrátokká alakul át a Calvin-ciklusnak nevezett reakciósorozat útján (lásd 2.39. Ábra). Az első lépés a szén-dioxid hozzáadása az öt szénatomos ribulóz-1,5-biszfoszfáthoz, így két molekula 3-foszfoglicerátot kap (egyenként három szénatomos). Az érintett enzim (ribulóz-biszfoszfát-karboxiláz vagy rubisco) azonban időnként O2 hozzáadását katalizálja CO2 helyett, egy molekula 3-foszfoglicerátot és egy foszfoglikolátot (két szénatomos). Ez mellékreakció, és a foszfoglikolát nem hasznos metabolit. Először glikoláttá alakul, majd peroxiszómákká alakul át, ahol oxidálódik és glicinné alakul. A glicint ezután a mitokondriumba viszik át, ahol két glicinmolekula átalakul egy szerinmolekulává, CO2 és NH3 veszteséggel. A szerin ezután visszakerül a peroxiszómákba, ahol gliceráttá alakul. Végül a glicerát visszakerül a kloroplasztokba, ahol visszatért a Calvin-ciklusba. A fotoreszpiráció nem tűnik előnyösnek a növény számára, mivel lényegében a fotoszintézis fordítottja – O2-t fogyasztanak, a CO2 pedig felszabadul ATP-nyereség nélkül. Úgy tűnik azonban, hogy az O2 alkalmankénti felhasználása a CO2 helyett a rubisco velejárója, ezért a fotoreszpiráció a fotoszintézis általános kísérője. A peroxiszómák tehát fontos szerepet játszanak azáltal, hogy lehetővé teszik a glikolátban lévő szén legnagyobb részének kinyerését és hasznosítását.
10.28. Ábra
A peroxiszómák szerepe a fotorezpirációban.A fotoszintézis során a CO2 szénhidrátokká alakul át a Calvin-ciklus során, amely az öt szénatomos ribulóz-1,5-biszfoszfát szén-dioxid hozzáadásával kezdődik. Az érintett enzim azonban néha (még …)