بيروكسيداز

غلوتاثيون بيروكسيداز 1 ( PDB : 1GP1 )

البيروكسيدازات أو مختزلات البيروكسيد ( رقم EC 1.11.1.x ) هي مجموعة كبيرة من الإنزيمات التي تلعب دورًا في العديد من العمليات البيولوجية. سُميت بهذا الاسم لأنها عادةً ما تُفكك البيروكسيدات ، ويجب عدم الخلط بينها وبين الإنزيمات الأخرى التي تُنتج البيروكسيد، والتي غالبًا ما تكون أوكسيدازات .

الوظائف

تحفز البيروكسيدازات عادةً تفاعلاً على النحو التالي:

روور+2هـ-إلكترونالمتبرع+2ح+بيروكسيدازROH+Rأوه{\displaystyle {\ce {ROOR'+{\overset {electron \atop donor}{2e^{-}}}+2H+->[{\ce {Peroxidase}}]{ROH}+R'OH}}}

الركائز المثلى

بالنسبة للعديد من هذه الإنزيمات، يُعد بيروكسيد الهيدروجين الركيزة المثلى ، بينما يكون بعضها الآخر أكثر نشاطًا مع الهيدروبروكسيدات العضوية مثل بيروكسيدات الدهون . قد تحتوي البيروكسيدازات على عامل مساعد من الهيم في مواقعها النشطة، أو بدلاً من ذلك، على بقايا السيستين أو السيلينوسيستين النشطة في تفاعلات الأكسدة والاختزال .

تعتمد طبيعة مانح الإلكترون بشكل كبير على بنية الإنزيم.

  • على سبيل المثال، يمكن لإنزيم بيروكسيداز الفجل استخدام مجموعة متنوعة من المركبات العضوية كمتبرعات ومستقبلات للإلكترونات. يتميز هذا الإنزيم بموقع نشط يسهل الوصول إليه ، مما يسمح للعديد من المركبات بالوصول إلى موقع التفاعل.
  • من ناحية أخرى، بالنسبة لإنزيم مثل سيتوكروم سي بيروكسيداز ، فإن المركبات التي تمنح الإلكترونات تكون محددة للغاية، وذلك بسبب موقع نشط ضيق للغاية.

تصنيف

تشمل عائلات البروتينات التي تعمل كإنزيمات بيروكسيداز ما يلي: [ 1 ]

توصيف

تتألف عائلة بيروكسيداز الجلوتاثيون من 8 نظائر بشرية معروفة. تستخدم بيروكسيدازات الجلوتاثيون الجلوتاثيون كمانح للإلكترونات، وهي نشطة مع كل من بيروكسيد الهيدروجين والهيدروكسيد العضوي. وقد ثبت أن Gpx1 و Gpx2 وGpx3 و Gpx4 إنزيمات تحتوي على السيلينيوم ، بينما Gpx6 بروتين سيليني في البشر وله نظائر تحتوي على السيستين في القوارض.

وقد ثبت أن بروتين بيتا النشواني ، عند ارتباطه بالهيم، يمتلك نشاط بيروكسيداز. [ 2 ]

تُعد الهالوبيروكسيدازات مجموعة نموذجية من البيروكسيدازات . هذه المجموعة قادرة على تكوين أنواع الهالوجين التفاعلية، وبالتالي مواد عضوية هالوجينية طبيعية.

يمكن العثور على غالبية تسلسلات بروتين البيروكسيداز في قاعدة بيانات PeroxiBase .

مقاومة مسببات الأمراض

على الرغم من أن الآليات الدقيقة لم تُحدد بعد، فمن المعروف أن البيروكسيدازات تلعب دورًا في تعزيز دفاعات النبات ضد مسببات الأمراض. [ 3 ] تستخدم العديد من نباتات الفصيلة الباذنجانية ، ولا سيما الباذنجان ( Solanum melongena ) والفلفل الحار (Capsicum chinense ) (أنواع الهابانيرو/سكوتش بونيه من الفلفل الحار)، مادة الغاياكول وإنزيم بيروكسيداز الغاياكول كآلية دفاع ضد الطفيليات البكتيرية مثل بكتيريا رالستونيا سولاناسيروم : يبدأ التعبير الجيني لهذا الإنزيم في غضون دقائق من الهجوم البكتيري. [ 4 ]

التطبيقات

يمكن استخدام البيروكسيداز لمعالجة مياه الصرف الصناعي. فعلى سبيل المثال، يمكن إزالة الفينولات ، وهي من الملوثات الهامة، عن طريق البلمرة المحفزة بالإنزيم باستخدام بيروكسيداز الفجل . وبذلك، تتأكسد الفينولات إلى جذور فينوكسي ، التي تشارك في تفاعلات ينتج عنها بوليمرات وأوليغومرات أقل سمية من الفينولات. كما يمكن استخدامه لتحويل المواد السامة إلى مواد أقل ضرراً.

توجد العديد من الدراسات حول استخدام البيروكسيداز في العديد من العمليات التصنيعية مثل المواد اللاصقة، ورقائق الكمبيوتر، وقطع غيار السيارات، وبطانات البراميل والعلب. وقد أظهرت دراسات أخرى إمكانية استخدام البيروكسيداز بنجاح في بلمرة الأنيلينات والفينولات في مصفوفات المذيبات العضوية. [ 5 ]

تُستخدم البيروكسيدازات أحيانًا كعلامات نسيجية . ويُستخدم بيروكسيداز السيتوكروم سي كنموذج قابل للذوبان وسهل التنقية لأكسيداز السيتوكروم سي .

انظر أيضاً

مراجع

  1. "RedOxiBase: فئات البيروكسيداز" . مؤرشف من الأصل في 22 نوفمبر 2019. تم الاطلاع عليه في 30 مايو 2019 .
  2. أتامنا هـ، بويل ك (فبراير 2006). "يرتبط ببتيد بيتا النشواني بالهيم لتكوين بيروكسيداز: علاقته بالأمراض الخلوية لمرض الزهايمر" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 103 (9): 3381-3386 . Bibcode : 2006PNAS..103.3381A . doi : 10.1073/pnas.0600134103 . PMC 1413946. PMID 16492752 .  
  3. كارثيكيان م، جاياكومار ف، راديكا ك، بهاسكاران ر، فيلازاهان ر، أليس د (ديسمبر 2005). "تحفيز المقاومة في العائل ضد عدوى مسبب مرض لفحة الأوراق (Alternaria palandui) في البصل (Allium cepa var aggregatum)". المجلة الهندية للكيمياء الحيوية والفيزياء الحيوية . 42 (6): 371-377 . PMID 16955738 . 
  4. براكاشا، أ.، أوميشا، س. التغيرات البيوكيميائية والجزيئية لبيروكسيداز الغاياكول والفينولات الكلية في مرض الذبول البكتيري في الباذنجان (Solanum melongena). الكيمياء الحيوية والكيمياء الحيوية التحليلية، 5، 292، 2016
  5. توهيلا، ل.، جي كي سيمز، و أو. توفينين. 1989. بلمرة الأنيلينات المستبدلة، والفينولات، والمركبات الحلقية غير المتجانسة بواسطة البيروكسيداز في المذيبات العضوية. كولومبوس، أوهايو: جامعة ولاية أوهايو. 58 صفحة.
  • تمت أرشفة قاعدة بيانات بيروكسيبيس في 22 نوفمبر 2019 على موقع Wayback Machine ، وهي قاعدة بيانات للبيروكسيدازات.