Peroksisomska biologija

Peroksizom, membrana vezana organela koji se pojavljuje u citoplazmi eukariotskih stanica. Peroksizomi igraju ključnu ulogu u oksidaciji specifičnih biomolekula. Oni također doprinose biosintezi membranskih lipida poznatih kao plazmalogeni. U biljnim stanicama peroksisomi obavljaju dodatne funkcije, uključujući recikliranje ugljika iz fosfoglikolata tijekom fotorespiracije. U biljkama su identificirani specijalizirani tipovi peroksisoma, među njima je glioksizom, koji djeluje u pretvorbi masnih kiselina u ugljikohidrate.

metabolička bolest: Peroksisomalni poremećaji

Peroxisome s su citoplazmatske organele koje imaju središnju ulogu u katabolizmu masnih kiselina jako dugog lanca i drugih

Peroksizomi sadrže enzime koji oksidiraju određene molekule koje se inače nalaze u stanici, posebno masne kiseline i aminokiseline. Te oksidacijske reakcije proizvode vodikov peroksid, koji je osnova naziva peroksisom. Međutim, vodikov peroksid potencijalno je toksičan za stanicu, jer ima sposobnost reakcije s mnogim drugim molekulama. Stoga peroksisomi sadrže i enzime poput katalaze koji pretvaraju vodikov peroksid u vodu i kisik, čime neutraliziraju toksičnost. Na taj način peroksizomi omogućavaju sigurno mjesto oksidacijskog metabolizma određenih molekula.

Plazmalogeni su glavni eterski lipidi u ljudi (eterski lipidi sadrže jednu ili više eterskih veza, razlikujući ih od ostalih lipida, koji obično sadrže veze estera). Specijalizirani enzimi u peroksisomima kataliziraju sintezu eterskog prekursora fosfolipida. Molekula prekursora prolazi daljnju sintezu u endoplazmatskom retikulu, što rezultira proizvodnjom plazmalogena. Iako je fiziološka uloga plazmalogena nejasna, nedostaci u njihovoj biosintezi koji nastaju kao rezultat peroksisomalnih poremećaja povezani su s teškim razvojnim stanjima, uključujući rizomeličnu kondrodisplaziju punctata (RCDP) i Zellwegerov sindrom. U mozgu su primijećene smanjene razine plazmalogena u bolesnika s Alzheimerovom bolešću i povezane s manjkom kognitivne funkcije.

Peroksisomalni poremećaji uzrokovani su mutacijama u genima koji su uključeni u biogenezu peroksizoma ili koji kodiraju enzime i proteinske transportere (koji enzime preuzimaju iz citoplazme) peroksisoma. Peroksisomalni poremećaji su urođeni poremećaji, a oni se kreću od relativno umjerene do teške prirode. Na primjer, Zellwegerov spektar uključuje Zellwegerov sindrom, neonatalnu adrenoleukodistrofiju (NALD) i infantilnu Refsum bolest. Zellwegerov sindrom karakterizira potpuna odsutnost ili smanjenje broja peroksisoma. To je najteže stanje unutar Zellwegerovog sindroma. Mutacije koje izazivaju Zellwegerov sindrom uzrokuju da se bakar, željezo i tvari koje se nazivaju masnim kiselinama dugog lanca nakupljaju u krvi i u tkivima, poput jetre, mozga i bubrega. Dojenčad s Zellwegerovim sindromom često se rađa s deformitetom lica i intelektualnim teškoćama; neki mogu imati oslabljen vid i sluh i mogu doživjeti ozbiljna gastrointestinalna krvarenja ili zatajenje jetre. Prognoza je loša: većina novorođenčadi sa Zellwegerovim sindromom ne živi više od godine dana. Simptomi NALD-a i infantilne Refsum bolesti, nasuprot tome, pojavljuju se u kasnoj dojenačkoj dobi ili u djetinjstvu, a pacijenti mogu preživjeti do rane odrasle dobi. Isto tako, pacijenti s RCDP mogu preživjeti u djetinjstvu ili, u blažim slučajevima, u ranoj odrasloj dobi.

Peroksisomi su opisani 1960. godine kao dio pionirskog rada Christiana Renéa de Duvea, koji je razvio tehnike frakcije stanica. De Duveova metoda odvojila je organele na temelju njihovih svojstava sedimentacije i gustoće, a peroksisomi su gušći od ostalih organela. Kasnije je skovao pojam peroksisom. De Duve je za taj rad podijelio Nobelovu nagradu za fiziologiju ili medicinu iz 1974. s Albertom Claudom i Georgeom Paladeom.