Peroksisomibiologia

Peroksisomi, kalvoon sitoutunut organeli, jota esiintyy eukaryoottisolujen sytoplasmassa. Peroksisomeilla on avainrooli tiettyjen biomolekyylien hapettumisessa. Ne myös edistävät membraanilipidien biosynteesiä, joita kutsutaan plasmalogeeneiksi. Kasvisoluissa peroksisomit suorittavat lisätoimintoja, mukaan lukien fosforiglykolaatista peräisin olevan hiilen kierrätyksen valohengityksen aikana. Kasveissa on tunnistettu erikoistuneita peroksisomityyppejä, muun muassa glyoksysomi, joka toimii muuttuessa rasvahapoiksi hiilihydraateiksi.

aineenvaihduntatauti: peroksisomaaliset häiriöt

Peroksisomat ovat sytoplasmiset organelit, joilla on keskeinen rooli erittäin pitkäketjuisten rasvahappojen ja muiden

Peroksisomit sisältävät entsyymejä, jotka hapettavat tiettyjä solussa normaalisti esiintyviä molekyylejä, erityisesti rasvahappoja ja aminohappoja. Nämä hapetusreaktiot tuottavat vetyperoksidia, joka on nimen peroksisomi perusta. Vetyperoksidi on kuitenkin potentiaalisesti myrkyllinen solulle, koska sillä on kyky reagoida monien muiden molekyylien kanssa. Siksi peroksisomit sisältävät myös entsyymejä, kuten katalaasi, jotka muuttavat vetyperoksidin vedeksi ja happeksi, neutraloimalla siten myrkyllisyyden. Tällä tavalla peroksisomit tarjoavat turvallisen paikan tiettyjen molekyylien hapettumiselle.

Plasmalogeenit ovat ihmisten primaarisia eetterilipidejä (eetterilipidit sisältävät yhden tai useampia eetterisidoksia, erottaen ne muista lipideistä, jotka tyypillisesti sisältävät esterisidoksia). Peroksisomien erikoistuneet entsyymit katalysoivat eetterifosfolipidiprekursorin synteesiä. Prekursorimolekyyli läpäisee lisäsynteesin endoplasmisessa retikulumissa, mikä johtaa plasmalogeenin tuotantoon. Vaikka plasmalogeenien fysiologinen merkitys on epäselvä, niiden biosynteesin vikoja, jotka ilmenevät peroksisomaalisten häiriöiden seurauksena, liittyy vakaviin kehitysolosuhteisiin, mukaan lukien rhizomelic chondrodysplasia punctata (RCDP) ja Zellwegerin oireyhtymä. Aivoissa on havaittu alentuneita plasmalogeenitasoja potilailla, joilla on Alzheimerin tauti ja jotka liittyvät kognitiivisen toiminnan vajavuuksiin.

Peroksisomaaliset häiriöt johtuvat peroksisomien biogeneesiin osallistuvien geenien mutaatioista tai jotka koodaavat peroksisomin entsyymejä ja kuljetusproteiineja (jotka ottavat entsyymit sytoplasmasta). Peroksisomaaliset häiriöt ovat synnynnäisiä häiriöitä, ja ne vaihtelevat luonteeltaan suhteellisen kohtalaisista vakaviin. Zellweger-spektriin sisältyy esimerkiksi Zellweger-oireyhtymä, vastasyntyneen adrenoleukodystrofia (NALD) ja infantiili Refsum -tauti. Zellwegerin oireyhtymälle on ominaista peroksisomien täydellinen puuttuminen tai vähentyminen. Se on vakavin tila Zellwegerin oireyhtymässä. Zellwegerin oireyhtymää aiheuttavat mutaatiot aiheuttavat kuparin, raudan ja erittäin pitkäketjuisiksi rasvahapoiksi kutsuttujen aineiden kerääntymisen vereen ja kudoksiin, kuten maksa, aivot ja munuaiset. Zellwegerin oireyhtymällä syntyvät lapset syntyvät usein kasvojen muodonmuutoksista ja älyllisistä vammoista; joillakin voi olla heikentynyt näkö ja kuulo, ja heillä voi olla vaikea maha-suolikanavan verenvuoto tai maksan vajaatoiminta. Ennuste on heikko: useimmat Zellwegerin oireyhtymässä olevat lapset eivät elää yli vuoden. NALD: n ja infantiilisen Refsum-taudin oireet sitä vastoin ilmenevät myöhäislapsuudessa tai lapsuudessa, ja potilaat voivat selviytyä varhaiseen aikuisuuteen. Samoin RCDP-potilaat voivat selviytyä lapsuuteen tai lievissä tapauksissa varhaiseen aikuisuuteen.

Peroksisomeja kuvailtiin vuonna 1960 osana Christian René de Duven, joka kehitti solujen fraktiointitekniikoita, edelläkävijän työtä. De Duven menetelmä erotti organelit sedimentaatio- ja tiheysominaisuuksiensa perusteella, ja peroksisomit ovat tiheämpiä kuin muut organelles. Myöhemmin hän loi termin peroksisomi. De Duve jakoi vuoden 1974 fysiologian tai lääketieteen Nobel-palkinnon Albert Clauden ja George Paladen kanssa tästä työstä.