פרוקסידאז, נוסחה מולקולרית NULL, CAS 9003-99-0, זהו אנזים סמן של פרוקסיזומים וסוג של אוקסדורודקטאז שיכול לזרז תגובות רבות. פרוקסידאס הוא אנזים המזרז חמצון מצע באמצעות מי חמצן כמקבל אלקטרונים. הוא קיים בעיקר בפרוקסיזומים של הנשא, עם פורפירין ברזל כקבוצה משנית, שיכול לזרז מי חמצן, לחמצן תרכובות פנוליות ואמינים, ומוצרי חמצון פחמימנים, ויש לו השפעה כפולה של סילוק הרעילות של מי חמצן ותרכובות פנוליות, אמין, אלדהיד ובנזן. פרוקסידאס הוא סוג של אוקסידורדוקטאז.
מופץ בנוזלי גוף או תאים כגון חלב, תאי דם לבנים וטסיות דם, לאנזים זה יש גם heme כקו-פקטור שלו. זה מזרז את החמצון של מצעים באמצעות H2O2 כמקבל אלקטרונים. זה מזרז את החמצון הישיר של תרכובות פנוליות או אמיניות על ידי H2O2, כגון גלוטתיון פרוקסידאס, אאוזינופיל פרוקסידאס ופרוקסידאס של בלוטת התריס, ויש לו השפעה כפולה על סילוק הרעילות של מי חמצן ואמינים פנוליים.
אנזים בינוני
(1) בעלי חיים
פרוקסיסומים מעורבים בחמצון בטא של חומצות שומן בבעלי חיים (אברון נוסף הוא מיטוכונדריה), וריכוז הפרוקסיזומים בתאי כבד חולדה עלה פי עשרה לאחר נטילת Jiangzhi Ling. בנוסף, לפרוקסיזומים יש גם השפעות ניקוי רעלים, שכן קטלס יכול להשתמש ב-H2O2 כדי לחמצן חומרים מזיקים כמו פנולים, פורמלדהיד, חומצה פורמית ואלכוהול. רבע מהאלכוהול הנבלע מחומצן לאצטאלדהיד בפרוקסיזומים.
(2) צמחים
בצמחים, הפרוקסיזומים כוללים בעיקר:
① השתתף ב-photorespiration וחמצן את תוצר הלוואי של הפוטוסינתזה, חומצה גליקולית, לאצטאלדהיד ומי חמצן.
② בזרעים נובטים, מתרחשת חמצון - של שומן לייצור אצטיל CoA, שמתפרק על ידי איזוציטרט לחומצה אצטית וחומצה סוקסינית דרך מחזור הגליאוקסילט. לאחר מכן הוא מתווסף למחזור החומצה הטריקרבוקסילית, הידוע גם בשם גליאוקסיזום, מכיוון שהוא כרוך במחזור גליאוקסילט.
פונקציות ביולוגיות
ניקוי מיני חמצן תגובתי וויסות לחץ חמצוני
סילוק עודף מי חמצן תוך תאי
פרוקסידאז(POD) מייצג את אחת ממשפחות הליבה של אנזימים נוגדי חמצון באורגניזמים חיים והוא מופץ באופן נרחב על פני תאים ברי קיימא של בעלי חיים, צמחים ומיקרואורגניזמים. המצע העיקרי שלו הוא מי חמצן (H₂O₂). באמצעות קטליזה ספציפית של תגובות חיזור, POD מפרק עודפי H₂O₂ הנוצרים על ידי חילוף חומרים תאי למים ולחמצן, ובכך מבטל את הציטוטוקסיות שלו. בתנאים פיזיולוגיים, ריכוזים נמוכים של מיני חמצן תגובתיים (ROS) מיוצרים ברציפות באמצעות נשימה מיטוכונדריאלית, מטבוליזם של שומנים, תגובות פוטוכימיות ומסלולים אחרים לשמירה על איתות סלולרי-יציב.
עם זאת, בעת סטרס אביוטי או הפרעה מטבולית, הצטברות מסיבית של H₂O₂ מעוררת נזק ללחץ חמצוני.POD משתף פעולה עם סופראוקסיד דיסמוטאז וקטלאז כדי להוות את מערכת ההגנה נוגדת החמצון של האורגניזם, ומכוונן במדויק את ריכוזי ה-ROS התוך-תאיים כדי למנוע פציעות, לרבות שבירה של גדילי חלבון ופיזור גדילי דנ"א ב-DNA. H₂O₂, ושמירה על חילוף חומרים תאי תקין. בהשוואה לקטלאז, POD מפגין יעילות קטליטית גבוהה יותר כלפי H₂O₂ בריכוז- נמוך. הוא מסיר ביעילות עקבות ROS המצטברים במיקרו-סביבה התאית ומשמש כאנזים מרכזי להגנה על נוגדי חמצון תאית בסיסית.
הפחתת נזקי חמצון הנגרמים על ידי מתח ביוטי ואביוטי
בתנאי לחץ, היכולת נוגדת החמצון של POD מופעלת בצורה ניכרת, ויוצרת מנגנון תגובה ליבה נגד נזקים חיצוניים.
בצמחים, מתחים אביוטיים כגון בצורת, מליחות, טמפרטורות קיצוניות ורעילות של מתכות כבדות משבשים ישירות את ההומאוסטזיס המטבולי בכלורופלסטים ובמיטוכונדריה, ומעוררים הצטברות ROS נפיץ. בתגובה, פעילות ה-POD של הצמח עולה באופן משמעותי. על ידי ניקוי יעיל של עודפי ROS, POD שומר על שלמות הממברנה, מפחית את השפלת הפיגמנטים והפרעות מטבוליות, ומשפר את סבילות המתח.
במהלך סטרס ביוטי כגון זיהום פתוגן ואוכל עשב, מתח חמצוני מופיע באתרי זיהום. POD משחזר במהירות הומאוסטזיס חיזור מקומי: הוא מפחית את הנזק המתווך של -ROS לתאי מארח, ובאמצעות אפנון מתון של רמות ROS, משתתף במוות תאי מתוכנת מקומי כדי להגביל את התפשטות הפתוגנים. בבעלי חיים ובמיקרואורגניזמים, POD נוגד מתח חמצוני הנגרם על ידי רעלים אקסוגניים, דלקת וקרינה, מרסן הצטברות גורמים דלקתיים פרו-, מוריד את שיעורי האפופטוזיס ומקיים תפקוד פיזיולוגי תקין של רקמות ואיברים.
השתתפות בחילוף חומרים ביולוגי וויסות הביוסינתזה
ויסות של חילוף חומרים משני בצמח
POD משתתף באופן נרחב בסינתזה ובטרנספורמציה של מטבוליטים משניים צמחיים כולל פוליפנולים, ליגנין ואלקלואידים, הפועלים כאנזים רגולטורי מרכזי ברשתות מטבוליות משניות של הצמח. לגנין, מרכיב מבני עיקרי של דופנות תאי צמחים השולט בחוזק מכני ועמידות במתח, נוצר באמצעות פילמור חמצוני של מונוליגנולים המזרזים על ידי POD. POD מתווך קישור צולב- חמצוני של מונומרים כגון p- אלכוהול קומאריל, אלכוהול קוניפריל וסינפיל אלכוהול כדי להרכיב ליגנין מקרומולקולרי, קידום הליגניציה של דופן התא ושיפור התמיכה המכנית של הגזע, עמידות למחלות וסובלנות לינה.
במקביל, POD מניע את חילוף החומרים החמצוני של פנולים צמחיים על ידי המרת פנולים לכינונים, בעלי פעילות אנטי-מיקרוביאלית- רחבה ומדכאים את התפשטות הפתוגנים כדי לחזק את החסינות המולדת של הצמח. יתר על כן, POD מווסת ביוסינתזה והצטברות של מטבוליטים משניים נוגדי חמצון כגון אנתוציאנינים ופלבונואידים, ומגן על צמחים מפני קרינה אולטרה סגולה. הוא גם משתתף ביצירת פיגמנטים של פרחים ופירות, ובכך משפיע על צמיחת צמחים, התפתחות ותכונות פנוטיפיות.
תחזוקה של הומאוסטזיס מטבולי בבעלי חיים
בבעלי חיים, חברי הפרוקסידאזהמשפחה מווסתת מסלולים מטבוליים מגוונים כדי לשמור על איזון מטבולי מערכתי.
POD של בלוטת התריס פועל כאנזים-מגביל את קצב סינתזת הורמוני בלוטת התריס: הוא מזרז חמצון של יודיד, יוד טירוזין וצימוד של שאריות טירוזין כדי להקל על ייצור תירוקסין וטריודוטירונין, מווסת ישירות את חילוף החומרים, הצמיחה וההתפתחות העצבית של הגוף כולו.
Myeloperoxidase ממוקם בעיקר בניוטרופילים. מעבר לפעילות נוגדת חמצון, הוא מזרז חמצון כלוריד כדי להניב היפוכלוריט, התומך בהרג מולד של חיידקים חיסוניים. זה גם מתווך שינוי חמצוני של שומנים וחלבונים כדי לווסת שומנים וחילוף חומרים דלקתיים. בנוסף, גלוטתיון POD שולט בשיתוף פעולה על חילוף החומרים של שומנים, מחליש חמצון של ליפופרוטאין בצפיפות- נמוכה, מקל על פגיעת חמצון שומנים, מגן על מערכת הלב וכלי הדם ושומר על הומאוסטזיס מטבולי.
ויסות צמיחה, התפתחות ובידול תאים
מודולציה של צמיחת צמחים והתקדמות התפתחותית
על ידי ויסות איתות ROS ומטבוליזם הורמונים, POD מתאם את כל מחזור החיים של הצמח, כולל נביטת זרעים, התפתחות שורשים והזדקנות איברים. במהלך נביטת זרעים, POD סולק ROS שנצבר במהלך התרדמה, שובר את התרדמה, משחזר את הפעילות המטבולית העוברית ומאיץ את הנביטה. בפיתוח שורש, POD משמר הומאוסטזיס חיזור בתאי קצה השורש כדי לקדם חלוקת תאים והתארכות, להקל על הארכת שורש ראשונית והתחלת שורש לרוחב, ושיפור ספיגת מים וחומרים מזינים.
שינויים דינמיים בפעילות POD שולטים בשיעורי הזדקנות. פעילות POD מוגברת במהלך צמיחה וגטטיבית מעכבת את הזדקנות העלים ומקיימת יכולת פוטוסינתזה; ירידה מתונה של פעילות POD בשלבי התפתחות מאוחרים יותר מתיישרת עם ירידה מטבולית ומאפשרת גיוס מחדש של חומרים מזינים. POD תורם גם להתמיינות בילית וריפוי פצעים על ידי כוונון מיקרו-סביבות חיזור באתרי פציעה כדי לתמוך בהתחדשות תאים ובתיקון רקמות.
איזון התפשטות תאי בעלי חיים ואפופטוזיס
בבעלי חיים, POD שולט במדויק על עוצמת אות ה-ROS התוך תאי כדי לתזמן את העיתוי של התפשטות התאים, ההתמיינות והאפופטוזיס.
ROS מתון מתפקד כאות שגשוג; POD שומר על ROS בתוך חלון אופטימלי מבחינה פיזיולוגית כדי למנוע מעצר מטבולי שנגרם על ידי ROS לא מספיק והן אפופטוזיס המופעל על ידי ROS מוגזם. במהלך העובר, ביטוי מסודר של איזופורמים POD מסדיר את התמיינות תאים עובריים ומבטיח אורגנוגנזה תקינה.
ברקמות בוגרות, POD מווסת שגשוג והתמיינות של תאי גזע כדי לקיים תחלופה הומאוסטטית של רקמות ולתמוך בתיקון של רקמה פגומה. ביטוי חריג של POD או שיבושים בפעילות מפריעים להומאוסטזיס של ROS, מה שמוביל לשגשוג חריג, אפופטוזיס מוגזם והפרעות עוקבות, כולל דלקת, מחלות ניווניות וגידולים. זה מדגיש את תפקידו המרכזי בשמירה על יציבות התפתחותית.
פרוקסידאזמהווים משפחה של אנזימי חיזור המשתמשים במי חמצן כמצע, בשימוש נרחב בבדיקות ביולוגיות, שיקום סביבתי, קטליזה תעשייתית ותחומים אחרים. הייצור שלהם מתחלק בעיקר למיצוי ביולוגי טבעי וביוסינתזה רקומביננטית, המייצגים את המסלולים הדומיננטיים להשגת POD בפעילות גבוהה- כיום.
I. מיצוי מחומרי גלם טבעיים
שיטה זו משתמשת באורגניזמים טבעיים העשירים ב-POD כחומר הזנה, כאשר הכנת POD של חזרת היא הדוגמה האופיינית ביותר. שורשי חזרת טריים מופרעים תחילה ומופקים בתמיסה מימית; פסולת צמחים וזיהומים מוסרים על ידי צנטריפוגה כדי להניב נוזל אנזים גולמי.
לאחר מכן מיושמת סינון אולטרה חלקי לטיהור: ממברנות אולטרה סינון עם חתך משקל מולקולרי של 70-100 kDa נפרדים חלבונים מזהמים-מולקולריים- גבוהים, ולאחר מכן ריכוז תמיסת האנזים דרך ממברנות של 1-30 kDa כדי להסיר זיהומים- מולקולות קטנות ומים.
התייבשות בטמפרטורה-נמוכה מניבה סוף סוף POD טבעי עם טוהר גבוה יחסית. תהליך זה הוא פשוט ובעלות נמוכה-, אך פעילות האנזים והטוהר משתנים באופן מהותי, והתפוקה מוגבלת על ידי זמינות חומרי הגלם.
II. ביוסינתזה רקומביננטית מיקרוביאלית
ביוסינתזה רקומביננטית היא טכנולוגיית הליבה לייצור המוני תעשייתי של POD עם-פעילות גבוהה. מארחי ביטוי נפוצים כוללים Escherichia coli ו-Pichia pastoris.
זרימת העבודה מתחילה באופטימיזציה של גנים כדי לסנתז את קודון הגן של היעד POD- המותאם עבור המארח; הגן מקושר לוקטור ביטוי והופך לתאי מארח. לאחר מכן נשלטים פרמטרי טיפוח: תרבות-מוזנת מגדילה את הביומסה, והגבלת מקור הפחמן- מפעילה ביטוי של גן האנזים.
לאחר התסיסה, מבוצעים תמוגה של תאים, טיהור כרומטוגרפי ושינוי קיפול מחדש, תוך השלמה של גורמים משותפים כגון הים ויוני סידן כדי לשמור על הקונפורמציה המרחבית של האנזים והפעילות הקטליטית.
גישה זו מתגברת על החסרונות של מיצוי טבעי, ומספקת מוצרים בעלי טוהר גבוה ופעילות יציבה תוך מתן אפשרות לייצור-בקנה מידה גדול. כיום זוהי שיטת ההכנה הדומיננטית ליישומים מחקריים ויישומים תעשייתיים.
שאלות נפוצות
מה תפקידו של פרוקסידאז?
פרוקסידאזים הם קבוצה של אנזימיםלזרז את החמצון של מצע על ידי מי חמצן או מי חמצן אורגני. רוב הפראוקסידאזים הם חלבוני heme ברזל - יוצא דופן אחד בולט הוא הגלוטתיון פרוקסידאז, שהוא אנזים המכיל סלניום-.
מה המשמעות של פרוקסידאז גבוה?
נוגדנים של בלוטת התריס פרוקסידאז (TPO).
אם אתה נמצא חיובי עבור נוגדני TPO (יש להם כמות גבוהה) זה עשוי להיות:יש לך מחלת השימוטו(אם יש לך רמות TSH גבוהות) אתה עלול לפתח תת פעילות של בלוטת התריס בשלב מאוחר יותר בחיים (אם רמות ה-TSH שלך כרגע תקינות או כמעט נורמליות)
למה מיועדת בדיקת פרוקסידאז?
רופאים מזמינים בדיקות נוגדני פרוקסידאז בבלוטת התריס:לאבחן ולנטר מצבים אוטואימוניים המערבים את בלוטת התריס, כגון דלקת התריס של השימוטו ומחלת גרייבס. לאבחן הפרעות בבלוטת התריס כגון בלוטת התריס (דלקת של בלוטת התריס) או זפק (בלוטת התריס מוגדלת)
מה ההבדל בין קטלאז לפרוקסידאז?
שני האנזימים משתמשים במולקולה אחת של מי חמצן כדי ליצור תוצר ביניים ברזל בעל ערכיות גבוהה בשם תרכובת I (Cpd I). עם זאת, ואילוcatalase Cpd I מחמצן H שניה2O2מולקולה לחמצן, פרוקסידאזות משתמשות בתוצר ביניים זה כדי לחמצן מצעים אחרים במקום H2O2.
מהו שם אחר לפרוקסידאז?
פרוקסידאזים אופרוקסיד רדוקטאזים(מספר EC 1.11. 1. x) הם קבוצה גדולה של אנזימים הממלאים תפקיד בתהליכים ביולוגיים שונים. הם נקראים על שם העובדה שהם בדרך כלל מפרקים פרוקסידים, ואין לבלבל אותם עם אנזימים אחרים המייצרים פרוקסיד, שהם לרוב אוקסידאזים.
האם משתמשים בפרוקסידאז באליסה?
פרוקסידאז חזרת נמצא בשימוש נפוץ בבדיקות אבחון ומבחנים שונים בתחומי האימונולוגיה והביולוגיה המולקולרית. Assay Immunosorbent מקושר אנזים-(ELISA):HRP משמש כאנזים זיהוי ב-ELISA, בדיקה המאתרת נוכחות של נוגדנים או אנטיגנים בדגימה.
תגיות פופולריות: peroxidase cas 9003-99-0, ספקים, יצרנים, מפעל, סיטונאי, קנייה, מחיר, בתפזורת, למכירה