peroxidasa, fórmula molecular NULL, CAS 9003-99-0, es una enzima marcadora de peroxisomas y un tipo de oxidorreductasa que puede catalizar muchas reacciones. Las peroxidas son una enzima que cataliza la oxidación de sustratos utilizando peróxido de hidrógeno como aceptor de electrones. Existe principalmente en los peroxisomas del portador, con la porfirina de hierro como grupo secundario, que puede catalizar el peróxido de hidrógeno, oxidar compuestos fenólicos y de aminas y productos de oxidación de hidrocarburos, y tiene un doble efecto de eliminar la toxicidad del peróxido de hidrógeno y los compuestos fenólicos, de aminas, aldehídos y benceno. Las peroxidas son un tipo de oxidorreductasa.
Distribuida en fluidos corporales o células como la leche, los glóbulos blancos y las plaquetas, esta enzima también tiene al hemo como cofactor. Cataliza la oxidación de sustratos utilizando H2O2 como aceptor de electrones. Cataliza la oxidación directa de compuestos fenólicos o amina por H2O2, como peróxidos de glutatión, peróxidos de eosinófilos y peróxidos de tiroides, y tiene un doble efecto en la eliminación de la toxicidad del peróxido de hidrógeno y las aminas fenólicas.
enzima media
(1) animales
Los peroxisomas participan en la beta oxidación de los ácidos grasos en los animales (otro orgánulo son las mitocondrias), y la concentración de peroxisomas en las células del hígado de rata se multiplicó por diez después de tomar Jiangzhi Ling. Además, los peroxisomas también tienen efectos desintoxicantes, ya que la catalsa puede utilizar H2O2 para oxidar sustancias nocivas como fenoles, formaldehído, ácido fórmico y alcoholes. Una cuarta parte del alcohol ingerido se oxida a acetaldehído en los peroxisomas.
(2) Plantas
En las plantas, los peroxisomas incluyen principalmente:
① Participa en la fotorrespiración y oxida el subproducto de la fotosíntesis, el ácido glicólico, a acetaldehído y peróxido de hidrógeno.
② En las semillas en germinación, se produce - oxidación de la grasa para producir acetil CoA, que se descompone mediante isocitrato en ácido acético y ácido succínico a través del ciclo del glioxilato. Luego se agrega al ciclo del ácido tricarboxílico, también conocido como glioxisoma, ya que involucra el ciclo del glioxilato.
Funciones biológicas
Eliminación de especies reactivas de oxígeno y regulación del estrés oxidativo
Eliminación del exceso de peróxido de hidrógeno intracelular
peroxidasa(POD) representa una de las principales familias de enzimas antioxidantes en los organismos vivos y se distribuye ampliamente en células viables de animales, plantas y microorganismos. Su sustrato principal es el peróxido de hidrógeno (H₂O₂). Mediante catálisis específica de reacciones redox, POD descompone el excedente de H₂O₂ generado por el metabolismo celular en agua y oxígeno, eliminando así su citotoxicidad. En condiciones fisiológicas, se producen continuamente bajas concentraciones de especies reactivas de oxígeno (ROS) a través de la respiración mitocondrial, el metabolismo de los lípidos, las reacciones fotoquímicas y otras vías para mantener la señalización celular en estado estable-.
Sin embargo, en caso de estrés abiótico o alteración metabólica, la acumulación masiva de H₂O₂ desencadena daño por estrés oxidativo. POD colabora con la superóxido dismutasa y la catalasa para constituir el sistema de defensa antioxidante del organismo, ajustando con precisión las concentraciones de ROS intracelulares para evitar lesiones que incluyen la desnaturalización de proteínas, roturas de cadenas de ADN y peroxidación de lípidos de membrana inducida por el exceso de H₂O₂, y preservando el metabolismo celular normal. En comparación con la catalasa, la POD exhibe una mayor eficiencia catalítica hacia una baja -concentración de H₂O₂. Elimina eficazmente los rastros de ROS que se acumulan en el microambiente celular y sirve como enzima fundamental para la protección antioxidante de las células basales.
Mitigación del daño oxidativo causado por estreses bióticos y abióticos
En condiciones de estrés, la capacidad antioxidante de POD se activa notablemente, formando un mecanismo central de respuesta contra el daño externo.
En las plantas, el estrés abiótico como la sequía, la salinidad, las temperaturas extremas y la toxicidad de metales pesados alteran directamente la homeostasis metabólica en los cloroplastos y las mitocondrias, lo que desencadena una acumulación explosiva de ROS. En respuesta, la actividad POD de la planta aumenta sustancialmente. Al eliminar eficazmente el exceso de ROS, POD mantiene la integridad de la membrana, reduce la degradación de los pigmentos y el trastorno metabólico y mejora la tolerancia al estrés.
Durante el estrés biótico, como la infección por patógenos y la herbivoría, el estrés oxidativo surge en los sitios de infección. POD restaura rápidamente la homeostasis redox local: disminuye el daño mediado por ROS-a las células huésped y, al modular moderadamente los niveles de ROS, participa en la muerte celular programada localizada para restringir la propagación de patógenos. En animales y microorganismos, POD contrarresta el estrés oxidativo inducido por toxinas exógenas, inflamación y radiación, frena la acumulación de factores pro-inflamatorios, reduce las tasas de apoptosis y mantiene la función fisiológica normal de los tejidos y órganos.
Participación en el Metabolismo Biológico y Regulación de la Biosíntesis.
Regulación del metabolismo secundario de las plantas.
POD participa ampliamente en la síntesis y transformación de metabolitos secundarios de las plantas, incluidos polifenoles, lignina y alcaloides, actuando como una enzima reguladora clave dentro de las redes metabólicas secundarias de las plantas. La lignina, un componente estructural importante de las paredes celulares de las plantas que gobierna la resistencia mecánica y la resistencia al estrés, se forma mediante polimerización oxidativa de monolignoles catalizada por POD. La POD media la reticulación oxidativa de monómeros como el alcohol p-cumarílico, el alcohol coniferílico y el alcohol sinapílico para ensamblar lignina macromolecular, promoviendo la lignificación de la pared celular y mejorando el soporte mecánico del tallo, la resistencia a enfermedades y la tolerancia al acame.
Paralelamente, POD impulsa el metabolismo oxidativo de los fenoles vegetales al convertirlos en quinonas, que poseen actividad antimicrobiana de amplio-espectro y suprimen la proliferación de patógenos para reforzar la inmunidad innata de las plantas. Además, la POD modula la biosíntesis y la acumulación de metabolitos secundarios antioxidantes como las antocianinas y los flavonoides, protegiendo a las plantas de la radiación ultravioleta. También participa en la formación de pigmentos de flores y frutos, influyendo así en el crecimiento, desarrollo y rasgos fenotípicos de las plantas.
Mantenimiento de la homeostasis metabólica en animales.
En los animales, los miembros de laperoxidasaLa familia modula diversas vías metabólicas para mantener el equilibrio metabólico sistémico.
Thyroid POD actúa como una enzima limitante-de la velocidad de la síntesis de hormona tiroidea: cataliza la oxidación del yoduro, la yodación de tirosina y el acoplamiento de residuos de tirosina para facilitar la producción de tiroxina y triyodotironina, regulando directamente-el metabolismo, el crecimiento y el desarrollo neuronal de todo el cuerpo.
La mieloperoxidasa se localiza predominantemente en los neutrófilos. Más allá de la actividad antioxidante, cataliza la oxidación del cloruro para producir hipoclorito, lo que favorece la destrucción microbiana del sistema inmunológico innato. También media en la modificación oxidativa de lípidos y proteínas para regular el metabolismo lipídico e inflamatorio. Además, el glutatión POD controla de forma colaborativa el metabolismo de los lípidos, atenúa la oxidación de las lipoproteínas de baja-densidad, alivia el daño por peroxidación de lípidos, protege el sistema cardiovascular y mantiene la homeostasis metabólica.
Regulación del crecimiento, desarrollo y diferenciación celular.
Modulación del crecimiento vegetal y progresión del desarrollo.
Al regular la señalización de ROS y el metabolismo hormonal, POD coordina todo el ciclo de vida de la planta, incluida la germinación de las semillas, el desarrollo de las raíces y la senescencia de los órganos. Durante la germinación de las semillas, la POD elimina las ROS acumuladas durante la latencia, rompe la latencia, restaura la actividad metabólica embrionaria y acelera la germinación. En el desarrollo de las raíces, POD preserva la homeostasis redox en las células de la punta de la raíz para promover la división y el alargamiento celular, facilitando la extensión primaria de la raíz y la iniciación de la raíz lateral, y mejorando la absorción de agua y nutrientes.
Los cambios dinámicos en la actividad de POD gobiernan las tasas de senescencia. La actividad elevada de la POD durante el crecimiento vegetativo retrasa la senescencia de las hojas y sostiene la capacidad fotosintética; La regulación negativa moderada de la actividad de POD en etapas posteriores del desarrollo se alinea con el deterioro metabólico y permite la removilización de nutrientes. POD también contribuye a la diferenciación de callos y la curación de heridas al ajustar los microambientes redox en los sitios de lesión para apoyar la regeneración celular y la reparación de tejidos.
Equilibrando la proliferación de células animales y la apoptosis
En animales, POD controla con precisión la intensidad de la señal de ROS intracelular para orquestar el momento de la proliferación, diferenciación y apoptosis celular.
La ROS moderada funciona como una señal proliferativa; POD mantiene las ROS dentro de una ventana fisiológicamente óptima para evitar tanto la detención metabólica causada por una cantidad insuficiente de ROS como la apoptosis desencadenada por un exceso de ROS. Durante la embriogénesis, la expresión ordenada de las isoformas POD regula la diferenciación de las células embrionarias y garantiza una organogénesis adecuada.
En tejidos adultos, POD modula la proliferación y diferenciación de células madre para mantener el recambio homeostático del tejido y apoyar la reparación del tejido dañado. La expresión aberrante de POD o la actividad alterada perturban la homeostasis de ROS, lo que lleva a una proliferación anormal, apoptosis excesiva y trastornos posteriores que incluyen inflamación, enfermedades degenerativas y tumores. Esto subraya su papel central en el mantenimiento de la estabilidad del desarrollo.
peroxidasaconstituyen una familia de enzimas redox que utilizan peróxido de hidrógeno como sustrato, ampliamente empleadas en bioensayos, remediación ambiental, catálisis industrial y otros campos. Su producción se divide principalmente en extracción biológica natural y biosíntesis recombinante, que representan las rutas dominantes para la obtención de POD de alta-actividad en la actualidad.
I. Extracción de Materias Primas Naturales
Este método utiliza organismos naturales ricos en POD como materia prima, siendo la preparación de POD de rábano picante el ejemplo más típico. Primero se trituran las raíces frescas de rábano picante y se extraen con una solución acuosa; Los restos de plantas y las impurezas se eliminan mediante centrifugación para producir un líquido enzimático crudo.
Luego se aplica la ultrafiltración fraccionada para la purificación: membranas de ultrafiltración con un límite de peso molecular de 70 a 100 kDa separan las proteínas contaminantes de alto-peso molecular-, seguido de la concentración de la solución enzimática a través de membranas de 1 a 30 kDa para eliminar las impurezas de las moléculas pequeñas-y el agua.
La deshidratación a baja-temperatura finalmente produce DOP natural con una pureza relativamente alta. Este proceso es simple y de bajo-costo, pero la actividad enzimática y la pureza fluctúan sustancialmente y la producción está limitada por la disponibilidad de materia prima.
II. Biosíntesis microbiana recombinante
La biosíntesis recombinante es la tecnología central para la producción industrial en masa de POD de alta-actividad. Los huéspedes de expresión comunes incluyen Escherichia coli y Pichia pastoris.
El flujo de trabajo comienza con la optimización genética para sintetizar el codón del gen POD objetivo-optimizado para el huésped; el gen se liga a un vector de expresión y se transforma en células huésped. Luego se controlan los parámetros de cultivo: el cultivo discontinuo-alimentado aumenta la biomasa y la limitación de la fuente-de carbono desencadena la expresión del gen enzimático.
Después de la fermentación, se realizan la lisis celular, la purificación cromatográfica y la modificación del replegamiento, complementándose con cofactores como hemo e iones de calcio para mantener la conformación espacial y la actividad catalítica de la enzima.
Este enfoque supera los inconvenientes de la extracción natural y ofrece productos de alta pureza y actividad estable, al tiempo que permite la fabricación a gran-escala. Actualmente es el método de preparación dominante para aplicaciones industriales y de investigación.
preguntas frecuentes
¿Cuál es la función de la peroxidasa?
Las peroxidasas son un grupo de enzimas queCatalizar la oxidación de un sustrato por peróxido de hidrógeno o un peróxido orgánico.. La mayoría de las peroxidasas son proteínas hemo férricas; una excepción notable es la glutatión peroxidasa, que es una enzima que contiene selenio-.
¿Qué significa peroxidasa alta?
Anticuerpos contra la peroxidasa tiroidea (TPO)
Si su prueba de anticuerpos TPO es positiva (tiene una cantidad alta), puede significar:Tienes la enfermedad de Hashimoto.(si tiene niveles altos de TSH) Puede desarrollar hipotiroidismo más adelante en la vida (si sus niveles de TSH son actualmente normales o casi normales)
¿Para qué sirve una prueba de peroxidasa?
Los médicos solicitan pruebas de anticuerpos contra la peroxidasa tiroidea:para diagnosticar y controlar enfermedades autoinmunes que afectan a la tiroides, como la tiroiditis de Hashimoto y la enfermedad de Graves. para diagnosticar trastornos de la tiroides como tiroiditis (inflamación de la tiroides) o bocio (agrandamiento de la tiroides)
¿Cuál es la diferencia entre catalasa y peroxidasa?
Ambas enzimas utilizan una molécula de peróxido de hidrógeno para formar un intermedio de hierro de alta valencia llamado Compuesto I (Cpd I). Sin embargo, mientras quecatalasa Cpd I oxida un segundo H2O2molécula a oxígeno, las peroxidasas usan este intermediario para oxidar otros sustratos en lugar de H2O2.
¿Cuál es otro nombre para la peroxidasa?
peroxidasas operóxido reductasas(Número EC 1.11. 1. x) son un gran grupo de enzimas que desempeñan un papel en diversos procesos biológicos. Deben su nombre a que comúnmente descomponen los peróxidos y no deben confundirse con otras enzimas que producen peróxido, que a menudo son oxidasas.
¿Se utiliza peroxidasa en Elisa?
La peroxidasa de rábano picante se usa comúnmente en diversas pruebas y ensayos de diagnóstico en los campos de la inmunología y la biología molecular. Ensayo inmunoabsorbente ligado a enzima-(ELISA):HRP se utiliza como enzima de detección en ELISA, una prueba que detecta la presencia de anticuerpos o antígenos en una muestra.
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