Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Пероксидазы или пероксидроредуктазы (EC номер 1.11.1. x) — большая группа ферментов, участвующих в различных биологических процессах. Они получили свое название благодаря способности разлагать пероксиды.
Peroxide decomposing enzyme
Peroxidases or peroxide reductases (EC number 1.11.1. x) are a large group of enzymes which play a role in various biological processes. They are named after the fact that they commonly break up peroxides.
Оптимальные субстраты
Для многих из этих ферментов оптимальным субстратом является перекись водорода, но другие более активны с органическими гидропероксидами, такими как перекиси липидов. Пероксидазы могут содержать гемовый кофактор в своих активных центрах, либо, альтернативно, редоксоактивные остатки цистеина или селеноцистеина. Природа донора электронов сильно зависит от структуры фермента. Например, хреновидная пероксидаза может использовать различные органические соединения в качестве доноров и акцепторов электронов. Хреновидная пероксидаза имеет легкодоступный активный центр, и многие соединения могут достичь места реакции. С другой стороны, для фермента, такого как цитохром c пероксидаза, соединения, донирующие электроны, очень специфичны из-за очень узкого активного центра.
For many of these enzymes the optimal substrate is hydrogen peroxide, but others are more active with organic hydroperoxides such as lipid peroxides. Peroxidases can contain a heme cofactor in their active sites, or alternately redox active cysteine or selenocysteine residues. The nature of the electron donor is very dependent on the structure of the enzyme. For example, horseradish peroxidase can use a variety of organic compounds as electron donors and acceptors. Horseradish peroxidase has an accessible active site, and many compounds can reach the site of the reaction. On the other hand, for an enzyme such as cytochrome c peroxidase, the compounds that donate electrons are very specific, due to a very narrow active site.
Характеристика
Семейство глутатионпероксидаз состоит из 8 известных человеческих изоформ. Глутатионпероксидазы используют глутатион как донор электронов и активны как с перекисью водорода, так и с органическими гидропероксидными субстратами. Показано, что Gpx1, Gpx2, Gpx3 и Gpx4 являются селеносодержащими ферментами, в то время как Gpx6 – селенопротеин у человека, с гомологами, содержащими цистеин, у грызунов. Установлено, что бета-амилоид, связанный с гемом, проявляет пероксидазную активность. Типичной группой пероксидаз являются галопероксидазы. Эта группа способна формировать реактивные галогенсодержащие соединения и, как результат, природные органогалогенные вещества. Большинство последовательностей аминокислот белков пероксидаз можно найти в базе данных PeroxiBase.
The glutathione peroxidase family consists of 8 known human isoforms. Glutathione peroxidases use glutathione as an electron donor and are active with both hydrogen peroxide and organic hydroperoxide substrates. Gpx1, Gpx2, Gpx3, and Gpx4 have been shown to be selenium containing enzymes, whereas Gpx6 is a selenoprotein in humans with cysteine containing homologues in rodents. Amyloid beta, when bound to heme, has been shown to have peroxidase activity. A typical group of peroxidases are the haloperoxidases. This group is able to form reactive halogen species and, as a result, natural organohalogen substances. A majority of peroxidase protein sequences can be found in the PeroxiBase database.
Патогенная устойчивость
Хотя точные механизмы еще предстоит установить, известно, что пероксидазы участвуют в усилении защиты растений от патогенов. Многие представители семейства Пасленовых, в частности Solanum melongena (баклажан) и Capsicum chinense (сорта хабанеро и Scotch bonnet перца чили), используют гуайакол и фермент гуайакольпероксидазу для защиты от бактериальных паразитов, таких как Ralstonia solanacearum: экспрессия гена этого фермента начинается уже через несколько минут после бактериальной атаки.
While the exact mechanisms have yet to be determined, peroxidases are known to play a part in increasing a plant's defenses against pathogens. Many members of the Solanaceae, notably Solanum melongena (eggplant/aubergine) and Capsicum chinense (the habanero/Scotch bonnet varieties of chili peppers) use Guaiacol and the enzyme guaiacol peroxidase as a defense against bacterial parasites such as Ralstonia solanacearum: the gene expression for this enzyme commences within minutes of bacterial attack.
Приложения
Пероксидаза может использоваться для очистки промышленных сточных вод. Например, фенолы, являющиеся важными загрязнителями, могут быть удалены посредством ферментативно-катализируемой полимеризации с использованием пероксидазы хрена. Таким образом, фенолы окисляются до феноксирадикалов, которые участвуют в реакциях, приводящих к образованию полимеров и олигомеров, менее токсичных, чем фенолы. Ее также можно использовать для преобразования токсичных веществ в менее вредные. Существует множество исследований о применении пероксидазы в различных производственных процессах, таких как производство клеев, компьютерных чипов, деталей автомобилей и покрытий для барабанов и банок. Другие исследования показали, что пероксидазы могут успешно использоваться для полимеризации анилинов и фенолов в органических растворителях. Пероксидазы иногда применяются в качестве гистологических маркеров. Цитохром c пероксидаза используется как растворимая, легко очищаемая модель цитохрома c оксидазы.
Peroxidase can be used for treatment of industrial waste waters. For example, phenols, which are important pollutants, can be removed by enzyme catalyzed polymerization using horseradish peroxidase. Thus phenols are oxidized to phenoxy radicals, which participate in reactions where polymers and oligomers are produced that are less toxic than phenols. It also can be used to convert toxic materials into less harmful substances. There are many investigations about the use of peroxidase in many manufacturing processes like adhesives, computer chips, car parts, and linings of drums and cans. Other studies have shown that peroxidases may be used successfully to polymerize anilines and phenols in organic solvent matrices. Peroxidases are sometimes used as histological markers. Cytochrome c peroxidase is used as a soluble, easily purified model for cytochrome c oxidase.