Peroxidasa

Glutathione Peroxidase 1PDB: 1GP1)

peroxidasas o peróxido reductasas (número CE 1.11.1.x) son un amplio grupo de enzimas que intervienen en diversos procesos biológicos. Reciben su nombre por el hecho de que comúnmente descomponen los peróxidos.

Funcionalidad

Las peroxidasas típicamente catalizan una reacción de la forma:

[{ce {Peroxidase}}]{ROH}+R'OH}}}" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">ROOR.+2e− − electronesdonantes+2H+→PeroxidaseROH+R.Oh.{displaystyle {ce {}+2H+-({ceatop donor}{2e^{-}}}}+2H+- Peroxidase![{ce {Peroxidase}}]{ROH}+R'OH}}}" aria-hidden="true" class="mwe-math-fallback-image-inline" src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/5ee76c60142a6db6fca7b7f11858e9f5ee639c11" style="vertical-align: -0.505ex; width:47.783ex; height:5.509ex;"/>

Sustratos óptimos

Para muchas de estas enzimas, el sustrato óptimo es el peróxido de hidrógeno, pero otras son más activas con hidroperóxidos orgánicos como los peróxidos lipídicos. Las peroxidasas pueden contener un cofactor hemo en sus sitios activos o, alternativamente, residuos de cisteína o selenocisteína con actividad redox.

La naturaleza del donante de electrones depende mucho de la estructura de la enzima.

• Por ejemplo, la peróxidosa de caballo puede utilizar una variedad de compuestos orgánicos como donantes de electrones y aceptadores. La peróxido de caballo tiene un sitio activo accesible, y muchos compuestos pueden llegar al sitio de la reacción.
• Por otro lado, para una enzima como citocromo c peroxidase, los compuestos que donan electrones son muy específicos, debido a un sitio activo muy estrecho.

Clasificación

Las familias de proteínas que sirven como peroxidasas incluyen:

• Haem-using
  • peróxido de haem y los peróxidos de heme-dependientes animales relacionados
  • DyP-type peroxidase family
  • Catalase
  • algunos haloperoxidasa
  • Di-haem cytochrome c peroxidase
• No heme
  • Thiol: glutatióna peroxidasa, peroxiredoxina
  • vanadium bromoperoxidase
  • Reductasa de hidroperoxido de Alkyl
  • Peróxido de manganeso
  • NADH peroxidase

Caracterización

La familia de la glutatión peroxidasa consta de 8 isoformas humanas conocidas. Las glutatión peroxidasas utilizan glutatión como donante de electrones y son activas con sustratos de peróxido de hidrógeno e hidroperóxido orgánico. Se ha demostrado que Gpx1, Gpx2, Gpx3 y Gpx4 son enzimas que contienen selenio, mientras que Gpx6 es una selenoproteína en humanos con homólogos que contienen cisteína en roedores.

Se ha demostrado que la beta amiloide, cuando se une al hemo, tiene actividad de peroxidasa.

Un grupo típico de peroxidasas son las haloperoxidasas. Este grupo es capaz de formar especies de halógenos reactivos y, como resultado, sustancias organohalógenas naturales.

La mayoría de las secuencias de la proteína peroxidasa se pueden encontrar en la base de datos PeroxiBase.

Resistencia a patógenos

Si bien aún no se han determinado los mecanismos exactos, se sabe que las peroxidasas desempeñan un papel en el aumento de las defensas de las plantas contra los patógenos. Muchos miembros de las solanáceas, en particular Solanum melongena (berenjena) y Capsicum chinense (las variedades de chile habanero/Scotch bonnet) usan guayacol y la enzima guayacol peroxidasa como defensa contra parásitos bacterianos como Ralstonia solanacearum: la expresión génica de esta enzima comienza a los pocos minutos del ataque bacteriano.

Aplicaciones

La peroxidasa se puede utilizar para el tratamiento de aguas residuales industriales. Por ejemplo, los fenoles, que son contaminantes importantes, se pueden eliminar mediante polimerización catalizada por enzimas usando peroxidasa de rábano picante. Así, los fenoles se oxidan a radicales fenoxi, que participan en reacciones donde se producen polímeros y oligómeros que son menos tóxicos que los fenoles. También se puede utilizar para convertir materiales tóxicos en sustancias menos dañinas.

Hay muchas investigaciones sobre el uso de la peroxidasa en muchos procesos de fabricación, como adhesivos, chips de computadora, piezas de automóviles y revestimientos de bidones y latas. Otros estudios han demostrado que las peroxidasas se pueden utilizar con éxito para polimerizar anilinas y fenoles en matrices de disolventes orgánicos.

Las peroxidasas a veces se utilizan como marcadores histológicos. La citocromo c peroxidasa se utiliza como modelo soluble y fácilmente purificable para la citocromo c oxidasa.